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提示暗物质?美丽英仙座发现神秘莫测光带

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【大纪元2016年03月01日讯】(大纪元记者张秉开编译报导)天文学观测发现2.5亿光年远英仙座星系团存在一种神秘的光谱线,无法用现有物理理论解释而提示为暗物质的存在现象,因此激发天文学家的种种推测。

据天文学网站“每日星系”(dailygalaxy)2月28日报导,哈佛天体物理中心的天文学家艾斯拉‧布布勒(Esra Bulbul)第一次观察到英仙座星系团的这种天文现象时惊呼道:“我简直不敢相信自己的眼睛。我们发现的现象超出当前物理学所能解释的范围。”

2014年7月,布布勒的天文观测组使用钱德拉望远镜观测2.5亿光年远英仙座星系团发现,星系中的气体光谱分析结果中有一条神秘的光谱带,无法查明其来源。

神秘光带 来源不明

一般来说,天文学家把一个星系整体比喻成一个原子,原子的光谱带(本文简称“光带”)能够反映其种类。星系的光带可以反映出所含的各种原子成分,即可初步鉴别出星系的组成、来源等特征。

钱德拉望远镜观测人肉眼看不见的天文现象。(视频截图)
钱德拉望远镜观测人肉眼看不见的天文现象。(视频截图)

英仙座星系团是已知宇宙中最庞大天体之一,星系团本身是一个巨大的超级炙热的等离子“气体”。布布勒解释根据英仙座星系团的光带特征,可以判断星系团的气体充满铁二十五、硅十四和硫十五这样的离子成分,因为钱德拉望远镜可以在这个星系团的整体X射线光谱特征图中,分辨出每个离子所产生的光带。

然而2012年布布勒将17天的观测数据叠加后发现一种新光带。起初,布布勒不相信这种观测结果是正确的,认为那是一种仪器误差造成的错觉。她说: “(那个光带)位于3.56千电子伏(keV),不符合任何已知的原子跃迁光谱特征。这真是太让人惊讶了。”

这个神秘光带无法判断其来源。(视频截图)
这个神秘光带无法判断其来源。(视频截图)

随后,布布勒等人花了很长时间才确认那不是误差,也不是已知原子成分的未知光谱特征。布布勒说: “我已经做了非常仔细的检查。我重新分析数据;分割数据设置成不同的子组;以及两种不同天文台的四个探测器数据,这些都没有说明那条光带是不应该存在的。”

可能为暗物质的迹象

此后,欧洲XMM-牛顿望远镜的独立观测数据也显示出73个其它星系团存在和布布勒所见相同的光带。尤其让布布勒等人惊喜的是,在他们的研究结果公布一个星期后,荷兰莱顿大学(Leiden University)的阿莱克斯维‧保亚斯基(Alexey Boyarsky)报告仙女座星系(Andromeda)的XMM-牛顿观测结果显示相同的光带,以及英仙座星系团的外围空间也存在相同的光带。

仙女座星系(Andromeda)也存在同样神秘的光带。(视频截图)
仙女座星系(Andromeda)也存在同样神秘的光带。(视频截图)

因为这条光带与任何已知类型物质无关,所以它引起天文学家的种种推测,尤其认为它来自暗物质。

报导说,天文学界对此共提出约60种不同暗物质类型的理论解释,有些粒子物理学家们甚至戏称这个光带来源于“布布勒子”(bulbulon)。而可能产生这种光带的暗物质包括:弦理论中额外时空卷缩而形成的轴子、惰性中微子和“模量暗物质”(moduli dark matter)。

科学家推测神秘光带来自暗物质,一种目前无法检测的宇宙主要组成物质。(视频截图)
科学家推测神秘光带来自暗物质,一种目前无法检测的宇宙主要组成物质。(视频截图)

目前,天文学界认为,需要建一座新的天文台才有可能解决这个天文谜团。 2015年,日本航天局发射一颗高端观测性能的X射线望远镜“Astro-H”,其上装备美国航空航天局和威斯康星大学研制的新型X射线探测器,可能会更精确地测量这个神秘的光带。

责任编辑:林妍

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2016-03-01 12:59 AM
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