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研究排除了暗物质破坏作为星系中心额外辐射的起源



费米伽玛射线太空望远镜在银河系中心发现了十多年前的高能辐射,这使一些物理学家说服他们看到了暗物质粒子an灭的证据,但是由加州大学尔湾分校的研究人员已经排除了这种解释。

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在最近发表在《物理评论D》杂志上的一篇论文中,弗吉尼亚理工学院和州立大学及其他机构的UCI科学家和同事报告说,通过对费米数据的分析和一系列详尽的建模练习,他们能够确定观察到的伽马射线不可能是由所谓的弱相互作用的大颗粒产生的,而这种相互作用通常被认为是暗物质。

该论文的作者说,通过消除这些粒子,破坏这些粒子可以产生高达300吉电子伏特的能量,这对暗物质的性质施加了迄今为止最强的约束。

“在40年左右的时间里,粒子物理学家中最主要的暗物质候选者是一个热的,相互作用弱且尺度微弱的粒子,这一结果首次排除了该候选者中非常高质量的粒子,”他说。 -UCI物理与天文学教授Kevork Abazajian。

UCI物理与天文学教授Manoj Kaplinghat补充说:“在许多模型中,该粒子的质量范围是质子的10到1,000倍,理论上,更大的粒子作为暗物质粒子的吸引力较小。” “在本文中,我们将排除在有利范围内的暗物质候选物,这极大地改善了我们限制代表暗物质的可能性的限制。”

阿巴扎吉安说,暗物质信号可能被银河中心的其他天体物理学现象所排斥,例如恒星形成,宇宙射线从分子气体中偏转出来,最引人注目的是中子星和毫秒脉冲星,这是恒星探测到的多余伽玛射线的来源。费米太空望远镜。

物理学与天文学博士后研究员奥斯卡·马西亚斯(Oscar Macias)表示:“我们研究了银河中心发生的所有不同模型,包括分子气体,恒星发射和散射低能光子的高能电子。”东京大学卡夫利宇宙物理与数学研究所的学生于2017年对UCI进行了访问,从而启动了该项目。“我们花了三年多的时间将所有这些新的,更好的模型组合在一起,并检查排放,发现暗物质几乎没有余地。”

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也是阿姆斯特丹大学GRAPPA中心的博士后研究员的Macias补充说,如果没有费米大面积望远镜合作组织提供的数据和软件,就不可能获得这个结果。

该小组测试了银河中心地区使用的所有类别的模型以进行过量排放分析,其结论保持不变。Macias说:“人们将不得不设计一种扩散模型,以在其中留下一个很大的’漏洞’,以放松我们的约束,而科学则无法那样做。”

卡普林哈特(Kaplinghat)指出,物理学家曾预测,暗物质an灭的辐射将以银河系中心发出的整洁的球形或椭圆形表示,但是费米太空望远镜在2008年6月部署后探测到的伽玛射线过量显示为三轴,条状结构。

他说:“如果您在银河中心凝视,您会发现恒星呈四方形分布。” “有一盘星星,在中心,有一个凸起,在天空上大约10度,实际上是一个非常特殊的形状-一种不对称的盒子-这种形状几乎没有余地容纳其他暗物质。 ”

这项研究是否排除了星系中暗物质的存在?“不,”卡普林哈特说。“我们的研究限制了暗物质可能存在的粒子类型。银河系中暗物质的多种证据是可靠的,不受我们工作的影响。”

Abazajian并没有认为研究小组的发现令人沮丧,而是应该鼓励物理学家关注除最受欢迎的概念以外的其他概念。

他说:“有很多替代暗物质候选物。” “搜索将更像是一个钓鱼探险,在那里您还不知道鱼在哪里。”