天文学家观察到我们银河系中心附近的两个奇怪现象,现有的解释陷入了麻烦。一篇新论文显示了一个假设的粒子如何成为两者的根本原因,甚至可以实现寻找暗物质的追求。如果作者是正确的,问题是我们一直在寻找对我们来说太轻的暗物质。
“在我们银河系的中心,巨大的带积极的氢云云,这对科学家来说是数十年的谜,因为通常的气体应该保持中立。那么,什么可以提供足够的能量来敲响它们的负电动电子呢?”说Shyam Balaji博士伦敦国王学院陈述。
物理学家最初将电离归因于宇宙射线,但其他测量结果表明,它们没有足够的工作来完成这项工作。 Balaji和合着者去寻找另一种选择。他们还注意到经常发现511电子伏特(EV)伽马射线来自银河凸起。这是当电子和正电子对衰减,将两者的质量变成能量时产生的辐射,但是这些对的来源尚不清楚。
Balaji和合着者指出,电子峰值对可以电离氢,因此电子和正电子对的合适来源可以解释这两个观察结果。某些亚原子颗粒之间的碰撞可以产生物质/反物质对,因此一种可能的解释是,颗粒在星系的拥挤内部范围内互相猛击,并产生电子 - 质子对。其中一些继续将氢离子化,而另一些则(或者以后的时间相同)相互融合,从而在歼灭中产生了511 eV的光。
作者认为我们可以排除所有已知粒子为原因。如果负责任的粒子有质量,他们会解释一些(也许是所有)科学家一直在追逐数十年。
很高兴,因为找到一个解决三个问题的解决方案,如果他们希望人们去寻找证据,则需要证明自己的想法是合理的。他们认为粒子需要间接负责适当的对生产。根据一篇新发表的论文,有一个重叠,其中具有狭窄特征的粒子可以同时完成。他们说,如果它们是真实的,这些粒子将是一种轻的暗物质。
如果您想知道如何同时既重要又黑暗,那么物理学家确实有,但在这种情况下,问题在于英语,而不是现实。暗物质之所以得名,是因为它与电磁力不相互作用,因此没有产生光。轻度的暗物质Balaji和合着者感兴趣的是类似的深色,但由低质量颗粒组成,这里的“轻”与重型而不是深色相反。
所讨论的粒子将有大约千分之一的质量,最早提议的暗物质候选人之一。其中需要很多人来解释理解星系方式所需的大量暗物质和。
但是,Balaji告诉Iflscience这是合理的。巴拉吉说:“这些暗物质颗粒应该像其他候选人一样在整个宇宙中广泛。” “但是,它们的影响只有在最集中的暗物质(例如银河系中心)的区域才明显。由于歼灭速率取决于密度平方,因此暗物质颗粒在高密度区域中更有可能相互作用,从而使中央分子区域(CMZ)成为寻找其影响的自然场所。”
与Wimps和Wimps等长期候选者相比,解释了暗物质搜索的持续挫败感。
Balaji告诉Iflscience,即使没有在地球上找到这样的粒子并确认其特性,至少有三种方法可以测试这个想法。
“更详细的电离图。如果CMZ的电离率与暗物质的预期分布相匹配,那将加强案件。”他说。巴拉吉解释说,另一种方法可能是寻找次要排放。 “如果存在这些粒子,它们还应以弱伽马射线或X射线信号的形式留下微妙的痕迹。”
最后,巴拉吉补充说:“即将到来的望远镜。 NASA的COSI太空望远镜将于2027年推出,将对MEV规模的天体物理过程敏感,这可以为或反对这一假设提供证据。”
正电子可以通过消灭电子来电离氢,但是在这种情况下,过量的电子可以恢复中立性。但是,Balaji告诉Iflscience,可能的过程可能更为复杂。创建时,对具有很多能量,足以通过碰撞将电子从原子上剔除,每对将几个氢原子电离在损失足够的能量以停止之前将其电离。想想一个蹒跚学步的桌子碰到桌子,并在上面摇晃物品,而不是炸弹摧毁它们。
该研究发表在物理评论信。