Galaktikos centro gama spinduliai vargu ar kyla iš tamsios materijos, rodo įrodymai

Anonim

Gama spindulių spinduliai iš mūsų galaktikos centro greičiausiai nebus tamsiosios medžiagos signalai, o kiti astrofiziniai reiškiniai, tokie kaip greitai rotacijos žvaigždės, vadinamos milisekundžių pulsarais, pagal du naujus tyrimus, vieną iš komandos, įsikūrusios Prinstono universitete ir Masačusetso technologijos institutas ir kita, įsikūrusi Nyderlanduose.

Ankstesni tyrimai parodė, kad gama spinduliai, esantys iš tankios erdvės ribos vidinėje Paukščių tako galaktikoje, gali atsirasti, kai susiduria nematomos tamsiosios medžiagos dalelės. Tačiau naudojant naujus statistinės analizės metodus, dvi tyrimų grupės atskirai nustatė, kad gama spindulių signalai nėra būdingi tamsiai medžiagai. Abi komandos pranešė apie išvadas žurnale Physical Review Letters šią savaitę.

"Mūsų analizė rodo, kad tai, ką mes matome, yra įrodymas, kad galaktiko centre yra naujas astrofizinis gama spindulių šaltinis", - teigė Marianelė Lisanti, Princetono fizikos profesorė. "Tai labai sudėtingas dangaus regionas ir yra kitų astrofizinių signalų, kuriuos galima supainioti su tamsiosios medžiagos signalais."

Manoma, kad Paukščių tako galaktikos centre yra tamsiosios medžiagos, nes ji yra gana tankio masės koncentracija, įskaitant tankias žvaigždžių grupes ir juodąją skylę. Neabejotinas galaktikų centre esančių tamsiosios medžiagos susidūrimų išaiškinimas būtų svarbus žingsnis į priekį patvirtinant mūsų supratimą apie mūsų visatą. "Norint rasti tiesioginius tokio susidūrimo įrodymus, būtų įdomu, nes tai padėtų mums suvokti tamsiosios medžiagos ir įprastos materijos santykius", - sakė Benedicinas Safdi, MIT postdoktorius, kuris uždirbo savo doktorantūrą. 2014 m. Princetone.

Norėdami išsiaiškinti, ar signalai buvo iš tamsiosios medžiagos, palyginti su kitais šaltiniais, "Princeton" / MIT tyrimų grupė kreipėsi į vaizdo apdorojimo technologijas. Jie pažvelgė į tai, kaip turėtų atrodyti gama spinduliai, jei iš tiesų jie atsiranda dėl hipotezių tamsiosios medžiagos dalelių, vadinamų silpnai sąveikaujančiomis masyviomis dalelėmis, arba WIMP. Analizės metu Lisanti, Safdi ir Samuel Lee, buvęs Princetono postdoktorantūros tyrinėtojas, kuris šiuo metu yra "Broad Institute", kartu su kolegomis Wei Xue ir Tracy Slatyer MIT studijavo NASA Fermi gama spindulių erdvėje užfiksuotus gama spindulių vaizdus. Teleskopas, kuriame nuo 2008 m. Buvo spinduliai.

Manoma, kad tamsiosios dalelės sudaro apie 85 procentus masės visatoje, bet niekada nebuvo tiesiogiai aptikta. Dviejų WIMP susidūrimas pagal plačiai priimtą tamsiosios medžiagos modelį paskatina juos vienas kitą sunaikinti, kad gamintų gama spindulius, kurie yra didžiausia energijos forma šviesos visatoje.

Pagal šį modelį didelės energijos šviesos dalelės arba fotonai turėtų būti sklandžiai paskirstyti tarp taškų, paimtų Fermi teleskopu. Priešingai, kiti šaltiniai, pvz., Besisukantys žvaigždes, vadinami pulsarais, išskiria šviesos spindulius, kurie rodomi kaip atskiri, ryškūs taškai.

Tyrėjai taikė savo statistinės analizės metodą į Fermi teleskopo surinktus vaizdus ir nustatė, kad fotonų pasiskirstymas buvo grubus, o ne lygus, o tai rodo, kad mažai tikėtina, kad gama spinduliai sukeltų susidūrimų su tamsiosios medžiagos dalelėmis.

Pasak L. Lisanti, būtent tai, ką šie nauji šaltiniai yra, bet viena iš jų yra ta, kad jie yra labai seni, greitai sukasi žvaigždės, vadinamos milisekundžių pulsarais. Ji teigė, kad būtų galima ištirti gama spindulių šaltinį, naudojant kitų tipų dangaus tyrimus su teleskopais, kurie aptinka radijo dažnius.

Haroldo universiteto astronomijos ir fizikos profesorius Douglas Finkbeiner sakė, kad nors tyrimas apsunkina tamsiosios medžiagos paiešką, tai veda prie kitų atradimų. "Mūsų astrofizikų darbas yra apibūdinti tai, ką mes matome visatoje, o ne gauti tam tikrų iš anksto nustatytų, norimų rezultatų. Žinoma, būtų puiku rasti tamsią materiją, bet tik išsiaiškinti, kas vyksta ir daro naujus atradimus. įdomu. "

Pasak Christoph Weniger iš Amsterdamo universiteto ir vadovaujančio Nyderlandų tyrimo autoriaus, šis rezultatas yra naudingos situacija: "Artimiausiame dešimtmetyje rasime šimtus ar tūkstančius milisekundžių pulsarų, atskleidžiančius šviesą apie Pieno kelias arba nieko nerandame. Pastaruoju atveju gama spindulių pertekliaus tamsiosios medžiagos paaiškinimas bus daug akivaizdesnis. "

menu
menu