重磅新闻！科学家意外发现神秘的X射线信号消失，会是什么原因？

时间:2020-03-31 11:23:16
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来源:世界杯买球盘口网址app

这种神秘的x射线信号原本可用于提供暗物质存在的证据，它的消失也如它的探测功效一样，引起了较大争论。

银河周围的暗物质衰变之时，会随之释放x射线。以此，科学家可探测到该种明亮的球状光晕释放物。

戴瑟（C. Dessert），罗德（N. Rodd），赛费（B. Safdi）以及罗斯特曼（Z. Rostomian）使用费米大面积物理天文望远镜，花费一整年的时间观察太空，却无所获。

但他们并没有空手而归，这个团队所得出的“无效效果”至少可以清除有关暗物质的其中一个可能性。

密歇根大学的克里斯托芬和他的同事致力于寻找一种微弱的x射线信号。这种信号在2014年被哈佛-史密松天体物理中心(Center for Astrophysics, Harvard Smithsonian)的埃斯特拉（Esra Bulbul）,以及莱顿大学的亚历克斯（Alexey Boyarsky）和他们的团队所发现，但这种信号鲜有相关解释。

由于其他观察目的都没有类似的效果发生，因此这种发现也一度引起较大争议。信号首次探测到是在星系团中心，这种充满能量的神秘X射线信号约莫有3500电子伏特。这之后，通过差别的X射线天文望远镜，在包罗银河在内的多个天文目的的探测中都能发现这种信号的踪迹。

有些人怀疑暗物质储蓄物--惰性中微子衰变时会发生X射线光子，每7 keV 惰性中微子会发生3.5 keV光子和一个普通中微子。另外一些人认为暗物质的解释简直就是不行理喻的。Dessert和他的物理学家同伴们在《科学》上讲明，已经检测了上百次银河系的视察图像，都没有3.5 keV信号的迹象。问题来了，他们的结论站得住脚吗？

宇航员们已经发现了在英仙座的X光光谱和其他星系团中存在未知泉源的迹象。（已经展示在这）银河的最新观察效果中没有迹象显示，可是缺失与检测效果一样有争论性。

注视着茫茫天空

为了勘察难以捉摸的X射线信号，Dessert和他的同事从XMM-牛顿卫星上的X射线摄像机拍摄图像中参考了752张观察效果，且只选择来自银河系中心的5°至45°的空旷区域（blank-sky 观察），其中含有银河系光环。综合起来，这些观察效果相当于一年的曝光时间。

“事实证明，银河系的光环应该是天空中衰变的暗物质里最亮的物体之一，”Dessert表现。“虽然英仙座星系团的暗物质要大得多，且距离有数百万光年，但事实证明，（来自英仙座和银河系）的信号巨细大致相同。"

Dessert和他的同事同时研究数百个观察效果，将分析限制于极小的能量规模（3.3 keV和3.8 keV之间）。他们没有发现3.5 keV信号的迹象。此外，通过盘算他们应该凭据暗物质模型吸收几多X射线，研究小组能够消除7 keV惰性中微子作为暗物质粒子储蓄物——他们表现，如果存在，就会被观察到。无论是不是来自遥远星系团发出的信号——更无论是真实还是混杂的的配景噪音——它都不存在于银河晕中。

宇宙配景全关联

然而，此种信号的缺少激起了原始设备的众多争议。迪涩特和其他物理学家曾经使用该技术分析的X射线数据违背了天文学家的履历。

梳理来自宇宙配景的X射线信号要求明白宇宙配景是何物。一个配景泉源是真实的宇宙泉源，该泉源的X射线可能隐藏一个暗物质信号。另一个宇宙配景泉源是由于银河系宇宙射线与太阳风粒子和宇宙望远镜及其设备相互影响而发生的“伪”X射线。粒子可以发生佯装成宇宙X射线泉源的信号。博博说：“对于研究者，估判和消除粒子引起的配景（如：仪器配景）是最具挑战性的。”

银河系的研究初探有一个很是微弱的宇宙配景。迪涩特认可说，这是由于没有思量假定暗物质信号滋扰下的大量宇宙X射线。可是，博博认可研究者很好得匹配了粒子配景。他说：“多镜面X射线空间望远镜的设备配景是它的剧变性导致难以处置惩罚。”

博雅思盖，未被近期的研究涉及的博博类学者，甚至提高了这种风险。他说他检测到3.5千电子伏特的信号，高度可信为银河系同一个多镜面X射线空间望远镜的一个子集信号。（他的事情至今未揭晓，但可在arXiv预印论文网站查阅。）同时，他说，5篇其他已揭晓的论文也已经检测到银河系的3.5千电子伏特的信号。

“差别的是我们模拟的配景规模较宽（从2000到6000电子伏特）“，博雅思盖说，”迪涩特和他的同事们模拟了一个约莫500电子伏特的窗口。为什么？我不知道。“通太过析如此窄的能量规模，博雅思盖认可，迪涩特和同事们已经放弃了他们自己的分析。”我所相识的大多数X射线天文学家同意这些结论“，他增补道。

“这篇论文里用到的统计方法对于X射线天文学领域来说是比力新的，所以这种方法在一些研究者中引起了困惑。”论文配合作者尼古拉斯·罗德如是说（加州大学伯克利分校）。“也就是说，这不是一个新想法。实际上，这种方法在大型强子对撞机上寻找伽马射线数据线或狭窄特征时，是被严格测试和广泛使用的。”

“固然，如果你使用一个窄的能量规模，你需要一个合适的统计方法。”罗德解释道。“我们的方法（称为曲线似然法）解释了这一点。”

下一步是什么？

“我们开发的技术是现在为止探测暗物质衰减期最敏捷的技术”，德塞尔说道。“而且我们未来一定会再次使用这种方法。物理学家们计划延伸他们的分析以寻找其他能量的暗物质候选者”

然而，当谈论到3.5keV信号时，布尔认为现在的仪器已经努力了。 “在一项新技术进入太空之前，我们无法确定信号的源头，”她说。“好消息是我们快找到了。”

2019年10月一个新的X射线望远镜EROSITA的七个反射模块被发射。刚刚发射的EROSITAX射线望远镜已经在收集星系团的数据，这些数据将用于测试3.5kev信号的存在和起源。布尔增补说道“当我们（用EROSITAX）获得第一个效果时，X射线成像和光谱学任务（XRISM）将启动。” XRISM将在2022年发射，同时它将会携带高分辨率热量计用以对信号举行准确丈量，从而永远地解决争论。