如果天文學家的計算是正確的,那麼太陽係正處於一場動盪的太空事件的中間:一場巨大的“颶風”,以每秒 500 公里(310 英里/秒)的瘋狂速度吹來。
我們看不到它,也感覺不到它——但這可能意味著直接探測到暗物質比我們想像的更近。
暗物質是宇宙的一大難題。 我們從未直接檢測到它,我們甚至不知道它到底是什麼 - 但我們我知道它就在那裡。 我們可以根據恆星和星系的運動來推斷它,這些運動對於可觀測的質量來說太快了。
所以還有其他東西在那裡,其他一些質量產生了引力來影響那些宇宙運動。 我們甚至可以根據這些運動來計算看不見的質量。 「暗物質」——無論它是什麼——是我們給這種品質的名字,科學家正在研究直接檢測它的方法。
但我們還沒到那一步。 那麼物理學家如何知道我們正處於一場巨大的暗物質風暴之中呢? 線索就在於恆星的運動。
隨著去年蓋亞衛星數據的發布,天文學家發現了一個恆星流,溶解殘留物留下了大矮球狀星系許多年前就被銀河系吃掉了。
曾經有過幾個這樣的流銀河系中偵測到的恆星數量眾多,但現在已知的 S1 卻很不尋常,因為太陽系附近正好位於 30,000 顆恆星的運行路徑上。
它們都不會襲擊我們——所以你可以放心地擔心你可能對熾熱的恆星死亡抱有任何恐懼——但這確實意味著與被蠶食的矮星系最後碎片相關的暗物質正在隨著溪流移動。
西班牙薩拉戈薩大學的理論物理學家夏蘭·奧黑爾 (Ciaran O'Hare) 帶領一組研究人員研究了 S1 對銀河系小角落暗物質的影響。
他們研究了 S1 流中流入的暗物質的密度和分佈的不同模型,然後預測了這些模型的暗物質特徵,這些特徵可以被我們在地球上的探測器捕獲。
這些潛在特徵之一是由假設的弱相互作用大粒子產生的,稱為弱相互作用粒子。 如果這些粒子存在,我們應該能夠透過它們與粒子的碰撞來檢測它們電子或原子核,這會導致地球上的帶電粒子反沖,產生可以被液態氙或者水晶探測器。
根據他們的計算,該團隊確定這些 WIMP 探測器不太可能看到 S1 的任何影響,儘管未來的技術隨著變得更加精緻和先進,可能會受到影響。
軸子探測器 - 例如軸子暗物質實驗- 有更好的機會,他們決定。軸子再次強調,目前這只是假設。 如果它們存在,它們就非常輕,大約比電子輕 5 億倍,而且它們有可能是冷暗物質的主要成分。
根據計算由理論物理學家皮埃爾·西基維,這些我們看不到的超輕粒子可以轉換成我們可以看到的光子能看,在強磁場存在的情況下。
“如果 S1 流的暗物質成分足夠冷,Axion 測光儀擁有迄今為止對 S1 流最大的潛在靈敏度,”研究人員在論文中寫道。 “一旦發現軸子質量,就可以輕鬆地從軸子功率譜中提取 S1 獨特的速度分佈。”
據我們所知,Axion 暗物質實驗也沒有進行 S1 探測。 但知道要尋找什麼可以幫助科學家提高這種可能性——如果沒有進行探測,可以改進探測技術,以便未來持續尋找暗物質。
該團隊的研究成果已發表在期刊上物理評論D。