如果天文学家的计算是正确的,那么太阳系正处于一场动荡的太空事件的中间:一场巨大的“飓风”,以每秒 500 公里(310 英里/秒)的疯狂速度吹来。
我们看不到它,也感觉不到它——但这可能意味着直接探测到暗物质比我们想象的更近。
暗物质是宇宙的一大难题。 我们从未直接检测到它,我们甚至不知道它到底是什么 - 但我们我知道它就在那里。 我们可以根据恒星和星系的运动来推断它,这些运动对于可观测的质量来说太快了。
所以还有其他东西在那里,其他一些质量产生了引力来影响那些宇宙运动。 我们甚至可以根据这些运动来计算看不见的质量。 “暗物质”——无论它是什么——是我们给这种质量起的名字,科学家们正在研究直接检测它的方法。
但我们还没有到那一步。 那么物理学家如何知道我们正处于一场巨大的暗物质风暴之中呢? 线索就在于恒星的运动。
随着去年盖亚卫星数据的发布,天文学家发现了一个恒星流,溶解残留物留下了大矮球状星系许多年前就被银河系吃掉了。
曾经有过几个这样的流银河系中检测到的恒星数量众多,但现在已知的 S1 却很不寻常,因为太阳系附近正好位于 30,000 颗恒星的运行路径上。
它们都不会袭击我们——所以你可以放心地担心你可能对炽热的恒星死亡抱有任何恐惧——但这确实意味着与被蚕食的矮星系最后碎片相关的暗物质正在随着溪流移动。
西班牙萨拉戈萨大学的理论物理学家夏兰·奥黑尔 (Ciaran O'Hare) 带领一组研究人员研究了 S1 对银河系小角落暗物质的影响。
他们研究了 S1 流中流入的暗物质的密度和分布的不同模型,然后预测了这些模型的暗物质特征,这些特征可以被我们在地球上的探测器捕获。
这些潜在特征之一是由假设的弱相互作用大粒子产生的,称为弱相互作用粒子。 如果这些粒子存在,我们应该能够通过它们与粒子的碰撞来检测它们电子或原子核,这会导致地球上的带电粒子反冲,产生可以被液态氙或者水晶探测器。
根据他们的计算,该团队确定这些 WIMP 探测器不太可能看到 S1 的任何影响,尽管未来的技术随着变得更加精致和先进,可能会受到影响。
轴子探测器 - 例如轴子暗物质实验- 有更好的机会,他们决定。轴子再次强调,目前这只是假设。 如果它们存在,它们就非常轻,大约比电子轻 5 亿倍,而且它们有可能是冷暗物质的主要成分。
根据计算由理论物理学家皮埃尔·西基维,这些我们看不到的超轻粒子可以转化为我们可以看到的光子能看,在强磁场存在的情况下。
“如果 S1 流的暗物质成分足够冷,Axion 测光仪拥有迄今为止对 S1 流最大的潜在灵敏度,”研究人员在论文中写道。 “一旦发现轴子质量,就可以很容易地从轴子功率谱中提取 S1 独特的速度分布。”
据我们所知,Axion 暗物质实验也没有进行 S1 探测。 但知道要寻找什么可以帮助科学家提高这种可能性——如果没有进行探测,可以改进探测技术,以便未来持续寻找暗物质。
该团队的研究成果已发表在期刊上物理评论D。