物理学家调查暗物质晕在银河系气体中俯冲时留下的印记

发布时间：2023-11-21 10:18:25 所属栏目：动态来源：

导读：你是否曾经想过宇宙中有什么东西我们看不见，但却无处不在？这就是暗物质，一种神秘的物质，它占据了宇宙中大约85%的物质，但却从未被直接探测到。物理学家们一直在努力寻找暗物质的线索，希望能揭开它的本质。他们的

你是否曾经想过宇宙中有什么东西我们看不见，但却无处不在？这就是暗物质，一种神秘的物质，它占据了宇宙中大约85%的物质，但却从未被直接探测到。物理学家们一直在努力寻找暗物质的线索，希望能揭开它的本质。他们的一个策略是观察暗物质如何影响星系中的气体，因为暗物质会形成巨大的云，包围着星系，当它们穿过星系时，会在气体中留下印记。

物理学家正在寻找暗物质云留下的印记，因为它们穿越星系中的气体。暗物质的探寻 —— 这是一种被认为占据宇宙中绝大部分物质的未知和看不见的物质 —— 正面临十字路口。虽然它在近70年前被提出，并经过大型粒子对撞机、深埋地下的探测器甚至太空仪器的密集搜索，但它仍然无处可寻。

暗物质不能直接被看到。我们知道它的存在是因为我们可以看到它对周围物质的引力影响。关于暗物质可能实际上是什么，有不同的理论。标准模型认为它是冷的，意味着它移动非常缓慢，只通过引力作用于其他物质。

暗物质晕的质量呈谱，预计较低质量的晕将更为普遍。它们可能有多轻？这取决于暗物质粒子的性质。温暖与寒冷暗物质不能直接被看到。我们知道它的存在是因为我们可以看到它对周围物质的引力影响。关于暗物质可能实际上是什么，有不同的理论。标准模型认为它是冷的，意味着它移动非常缓慢，只通过引力作用于其他物质。这与其由称为轴子或弱相互作用的重粒子（WIMPS）的粒子组成的观点一致。

你可能会想，这些暗物质晕有多大，有多重？它们的大小和质量可以从几千光年到几百万光年，从几百万太阳质量到几千亿太阳质量不等。换句话说，它们可以比一个星系还要大，也可以比一个星系还要重。这些暗物质就像宇宙中的隐形巨人，它们在我们的眼皮底下悄悄地穿梭，只有当它们与其他物质相互作用时，我们才能察觉到它们的存在。

我们相信可以通过精心计划的观测揭示较轻质晕的存在。天文学家在与暗物质者进行这场“捉迷藏”游戏时已经取得了相当好的成绩，并据此设计了两个观测传感器来捕捉它们相互作用留下的痕迹。

迄今为止，观测主要针对了银河系中星星分布的变化。例如，大麦哲伦星云，绕我们的较小星系，似乎有一个足够庞大的暗物质晕，足以引发巨大的尾巴，驱使星星从广阔区域跨越，以协同运动。

在银河系内部飞驰的一些较小的暗物质云偶尔可能穿过大的恒星特征，如球状星团，在它们中留下明显的间隙。暗物质云还可以通过引力透镜效应影响天体物体周围的光是如何弯曲的。

通过分析计算和计算机模拟的组合，我们已经证明，重于108太阳质量的暗物质云可以压缩其穿过的热气体。这将在气体密度中产生局部的峰值，可以被X射线望远镜捕捉到。这被预测为微小的，大约是百分之几，但它们将在即将到来的Lynx和Athena望远镜的触手可及之处。

观察星系气体中暗物质诱导的波动的另一种有前途的方法是通过宇宙微波背景辐射的光子。这是大爆炸后遗留下来的光。这种类型的光散射在超音速的热催化反应气体中产生的高能电子上，我们可以容易地检测到，为其他研究提供了至关重要的一种补充方法。

在未来几年，这种新的方法可以用来测试暗物质的模型。无论是找到了预测数量的小于108太阳质量的暗物质源，还是没有找到，我们将学到一些有用的东西。如果数字匹配，标准宇宙模型将经受住重要的考验。如果它们自发消失，或者比预期的可能性少得令人吃惊得多，这个标准大脑健康模型将被无限期地排除，我们将不得不找到一个更可行的替代方案。

暗物质仍然是一个谜，但有大量的工作正在进行中来解决它。无论答案是否来自地球上的仪器还是天体探测器，它无疑将是本世纪最重要的发现之一

（编辑：汽车网）

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