惊现神秘X射线信号 或能揭示暗物质组成
2014-07-01 22:10:05
据国外媒体报道，在一项星系团研究中，天文学家利用美国航空航天局(NASA)的钱德拉X射线天文台和欧洲空间局(ESA)的XMM-牛顿卫星，发现了一个神秘的X射线信号。一个有趣的猜测认为，这些X射线是来自惰性中微子的衰变。但探测结果还需要更多数据的支持，才能排除其他可能的解释，以确认是否发现了暗物质。
天文学家认为，暗物质占宇宙物质的85%，但并不会像“正常”的物质如质子、中子和电子等——它们组成了行星、恒星和星系中存在的那些我们熟悉的元素——那样释放或吸收光线。因此，科学家需要采用间接的方法来寻找暗物质的线索。
由钱德拉X射线天文台和XMM-牛顿卫星获得的最新数据包含一个未经确认的X射线发射谱线，即一个波长十分特殊的高强度X射线峰。天文学家在英仙座星系团探测到了这个谱线，在利用XMM-牛顿卫星进行的对73个其他星系团的联合研究中，天文学家也发现了这一谱线。
“我们知道暗物质的解释风险很大，但如果我们押对了，回报将非常巨大，”研究负责人、哈佛-史密森天体物理中心的Esra Bulbul说，“因此我们将继续验证这一假说，看看能得到些什么。”
研究者提出，这一谱线可能是惰性中微子衰变所留下的痕迹。惰性中微子是一种理论上的中微子，不参加除引力以外的任何相互作用。有些科学家认为，惰性中微子至少可以部分地解释暗物质。
不确定的原因之一是，对这一谱线的探测几乎将两个探测器在灵敏度上推到了极限。而且，如果该X射线谱线被证实的话，也有其他可能的解释。星系团中的普通物质也有可能产生这样的谱线，尽管研究团队分析认为，这涉及到一些不大可能发生的星系团物理条件的改变，以及极热气体原子物理学特性的变化。
研究人员指出，即使惰性中微子的解释成立，他们的探测结果也不能表明所有的暗物质都是由惰性中微子组成。“我们的下一步工作是整合钱德拉X射线天文台和JAXA朱雀卫星的数据，看下是否发现了同样的X射线信号，”论文合著者，哈佛-史密森天体物理中心的亚当·福斯特说，“对于这些数据的含义，我们或许得等到Astro-H发射之后才能获得定论，这颗卫星上装有新型的X射线探测器，可以更加精确地测定这一谱线。”

天文观测表明，宇宙中最重要的成分是暗物质和暗能量，暗物质占宇宙25％，暗能量占70％，通常所观测到的普通物质只占宇宙质量5％。为了追寻暗物质的踪迹，科研团队加紧研制“暗物质粒子探测卫星”。
天文台研究人员，发现一些不明来历的高能电子可能是暗物质粒子湮灭的证据。为了进一步追寻暗物质的踪迹，科研团队提出了研制“暗物质粒子探测卫星”计划，我国正在研制的“暗物质粒子探测卫星”，耗资少，重量轻，希望能在暗物质探测领域取得突破。
“暗物质粒子探测卫星”计划已被列入中科院“空间科学战略性先导科技专项”，目前这颗卫星雏形初现，重约1．4吨，浑身布满线头，里面装了许多科学仪器，其中最重要的部分是一块探测板，进行空间探测时它将会把海量的空间数据及时发送回研究人员的电脑中。

【科技讯】9月9日消息，据媒体报道，科学家们相信他们已经找到一种方法来解释为什么没有预期的那么多的星系环绕银河系。计算机模拟银河系的形成结果表明，围绕银河系的小星系应该比通过望远镜观察到的更多。这对普遍接受的一种神秘的暗物质提出疑问，科学家预测应该存在更多的围绕银河系的星系。科学家认为他们已经找到了一个潜在的解决问题的办法。
研究报告称，暗物质粒子，以及重力作用，可能与年轻宇宙中的光子、中微子有互动作用，导致了暗物质的散射。
科学家们认为的暗物质团——或晕——从宇宙早期就出现了，被困的星际气体形成恒星和星系。暗物质的粒子散射抹掉了可以捕获的气体，阻止更多的星系在银河系周围形成。
研究人员说，他们目前的研究结果提供了一个替代理论，可以提供一种新的技术来探测其他粒子和冷暗物质之间的相互作用。但是，通过使用计算机模拟允许暗物质与其他宇宙中物质，如光子，互动的更加频繁。我们可以给我们的宇宙邻居改头换面，并且我们看到了与我们原本以为比较的星系数目显著的减少了。”
科学家表示，这项研究可以让我们了解更多关于暗物质的物理学，以及暗物质如何可能与宇宙中其他粒子的相互作用。

【科技讯】9月17日消息，据媒体报道，目前的研究发现暗物质只通过引力与周围物质发生相互作用，不参与其他电磁作用。
暗物质是一种神秘的宇宙物质。如何发现暗物质呢？科学家发现银河系中央存在神秘类型的伽玛射线“光束”，推测其有可能来自暗物质的作用，在过去的几年里，科学家一直在争论由暗物质形成的伽玛射线“光束”是否存在。
目前，研究人员使用美国宇航局费米伽马射线太空望远镜对伽玛射线“光束”进行探测，试图确定暗物质是否会产生神秘的“光束”。当前的暗物质理论认为暗物质可能是一类被称为大质量弱相互作用粒子（WIMP），暗物质粒子质量可能比普通的粒子更大，而且不参与电磁力作用，运动的速度较为缓慢。大质量弱相互作用的粒子被认为拥有自身的“反粒子”，如果两个WIMP粒子碰撞，就是发生湮灭，并发出伽玛光子，这就解释了银河系中央暗物质集聚区为何发现神秘的伽玛射线“光束”，美国宇航局的费米空望远镜已经观测到了这个现象。
阿姆斯特丹大学天体物理学家Christoph Weniger认为目前已经有迹象表明我们已经探测到暗物质粒子，费米望远镜正在对银河系中央天区进行扫描。哈佛大学天体物理学家道格·芬克拜纳认为费米空间望远镜为暗物质探索提供了一个新的途径，我们已经开始了一个新的观测战略，答案将在2015年揭晓

科尔和同事们在哈勃望远镜的图像上叠加上暗物质的位置信息(即题图中的蓝色物质)。这一结果已经发表于11月10号的《天体物理学报》，在这一份研究论文中，科尔和同事们确认了阿贝尔1689星系团中的暗物质量要比先前研究人员们根据其星系规模做出的估算值要高。
这一多出的物质量说明星系团在宇宙早期形成的年代要早于天文学家们原先的估计。暗物质的引力作用使物质聚集，但这一过程却受到另一种更加神秘的强大力量的阻碍，这就是"暗能量"，它的主要效应是将物质推开。一旦早期宇宙中暗能量扮演了重要角色，星系团要想聚集在一起难度就会大得多。
“因此，星系团的形成应当在此之前数十亿年便开始形成，以便形成我们今天所看到的宇宙。”科尔说。“在早期宇宙中，宇宙空间更小，暗物质的密度也更高。阿贝尔1689星系团似乎在诞生初期就聚集了大量周遭的物质。在那之后，这个星系团便一直带着这多余的质量，直到今天被我们观测到。”
这一研究成果是一个名为“哈勃星系团透镜和超新星巡天”(CLASH，缩写意为“撞击”)的一部分。在接下来的三年时间内，该计划还将利用哈勃空间望远镜观测25个星系团，总观测时长将达一个月。

银河系暗物质“缩水” 有助破解天文界20年难题
2014-10-14 11:35:17
科技讯 我有话说(0人参与)
澳大利亚的科学家通过一种古老的方法推算出银河系的暗物质总量相当于太阳的8000亿倍，仅为预期质量的一半。这一发现有助于破解困扰了天文学界20年的难题——为何银河系周围的卫星星系如此少。……
【科技讯】10月14日消息，据媒体报道，澳大利亚的科学家通过一种古老的方法推算出银河系的暗物质总量相当于太阳的8000亿倍，仅为预期质量的一半。这一发现有助于破解困扰了天文学界20年的难题——为何银河系周围的卫星星系如此少。
西澳大利亚大学射电天文研究国际中心的天体物理学家卡费勒（Prajwal Kafle）博士认为我们对银河系内的暗物质分布已经有所了解，我们所见到的恒星、星际尘埃等这些物质虽然是可见的，但是其占据的质能相当少。他表示：“人类可以观测到的普通物质仅占宇宙的4%，还有25%是暗物质，其余的是暗能量。”卡费勒仔细研究了银河系中恒星的运行速度，最终测量出了银河系里暗物质的质量。
卡费勒说，“如果把我们测量的暗物质质量应用于这个理论，它就会预言银河系周围只有3个卫星星系，这正是目前看到的实际情况——大麦哲伦云、小麦哲伦云和人马座矮星系。”
这一发现解决了困扰科学家近二十年的宇宙学之谜，通过星系形成与演化的研究，我们进一步了解到冷暗物质理论可能不适合用于宇宙星系，因为根据这个理论我们应该能够在银河系周围看到一些较大的卫星星系，而且是肉眼可见的。但除了麦哲伦云外，几乎没有任何可见的大型卫星星系，因此我们的暗物质理论还需要进一步完善。

暗能量是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，这也是科学家重点研究的对象之一
对于暗能量也有很多的猜测，此前，有科学家认为，我们目前的宇宙或在数十亿年内毁于一股暗能量。而欧洲航天局日前发表的“普朗克”卫星的探测数据，无疑增加了这种情况发生的可能性。
据报道，普朗克宇宙天文台以前所未有的精度对宇宙微波背景辐射进行了研究。宇宙微波背景辐射大约于38万年前形成，是宇宙在2700度高温下爆炸产生的回声。这种辐射目前处于微波区，其温度已下降至2.7度。
值得注意的是，欧洲宇航局的天文学家目前正在研究暗光子数值的变化。据科学家推测，重光子可能与暗物质发生相互作用。而暗物质假说中的电磁假想粒子只能在电子和正电子的分离过程中间接地被检测到。
一位西班牙瓦伦西亚理工大学物理系博士生与2011年诺贝尔物理奖得主Adam Riess合作，试图建立了统一暗物质和暗能量的宇宙模型。他们解释说：“在我们的新模型中，暗物质和暗能量是同一种事物在不同情况下的不同表现，最新的天文观测数据也似乎支持我们的创立模型。”
近年来的天文观测表明，宇宙中包含大约5%的普通物质（恒星、星云和行星等）、22%的暗物质以及73%的暗能量。其中暗物质和暗能量分别通过它们对普通物质产生的引力作用和推动宇宙做加速膨胀而表明它们的确存在。假如暗能量不存在，物质间的万有引力作用就会逐渐减慢宇宙膨胀，但天文观测表明宇宙却是在加速膨胀。
为了解释暗能量，科学家构建了多种物理模型，其中最被广泛接受的是“∧-CDM”模型，该模型使用宇宙学常数(cosmological constant）来解释宇宙的加速膨胀。该模型认为在宇宙整个演化的过程当中，宇宙学常数始终没有发生过变化，其值恒为-1。然而，这个模型并不能完美解释所观测到的所有现象。
科学家发现暗能量实际上是动态而随时间变化的。他们通过观测不断修正现有模型，期望能找到描述暗能量的更好的宇宙学模型。根据目前的观测数据，暗能量状态方程的参数确实比较接近常数-1，但有迹象表明该参数在过去曾经有不同的取值，但如何准确去确定这个数值尚需更多的观测和研究

【科技讯】10月24日消息，据媒体报道，暗物质是宇宙中一种可以用引力把宇宙星系连接在一起的神秘物质。我们目前已经知道了一些关于暗物质的基本情况，比如可通过引力作用于周围的天体物质发生相互作用，并对暗物质的分布进行了初步观测，结果发现暗物质在宇宙大尺度上是普遍存在的，星系团之间也存在暗物质的踪迹。近日，一组物理学家称他们发现了暗物质的一个可能性起源，似乎来自宇宙的恒星，比如我们的太阳。
物理学家小组对12年的观测数据进行了分析，发现了一个奇特的信号，认为这可能是暗物质的一个起源，这些信息指向了太阳类恒星。莱斯特大学研究人员认为他们可能观测到了与暗物质相关的信号，在提取欧洲的XMM-牛顿太空望远镜数据时，科学家观测到较为强烈的X射线信号源，在英国皇家天文学会月刊上科学家发表了观测数据报告，提出增加的X射线来自与暗物质有关的作用。
XMM-牛顿太空望远镜发现暗物质或是由一种奇异的粒子“轴子”所组成。太阳产生的轴子在到达地球磁场后会转变成X光。关键在于地球磁场的方向会随着与太阳的相对位置而变化，依靠这种途径产生的X光的数量也会随季节变化而变化。尽管暗物质的概念在1932年首次提出，此后科学家弗里茨·兹威基通过观测星系的外围速度证明暗物质集群的而存在，但我们还没有揭开暗物质粒子的面纱。

　　这张合成图片整合了超过23000对星系的观测结果，揭示出星系之间存在的暗物质纤维状“桥梁”。这张假彩色图片中，白色区域代表着明亮的星系，而暗物质“桥”则以红色显示。

北京时间4月17日消息，据国外媒体报道，近日，天文学家获得了第一张连接星系的暗物质“桥梁”图像。此前科学家一直推测宇宙中存在这样一张“暗物质网”，但都无法对其进行观测。这张合成图片整合了超过23000对星系的观测结果，揭示出星系之间存在的暗物质纤维状“桥梁”。
利用加法夏望远镜（全称为加拿大-法国-夏威夷望远镜，缩写为CFHT）多年巡天观测中获得的图像，加拿大滑铁卢大学的研究人员对弱引力透镜效应进行了测量。
在引力作用下，巨大的星系或星系团会使来自更遥远星系的光线出现弯折，这一效应被称为引力透镜。这是因为巨大的物体会使周围的时空弯曲，使光线以不同的路径传播。爱因斯坦在广义相对论中首次阐述了这一效应。因为引力透镜效应的存在，我们往往会得到高度放大，但又严重扭曲的图像。
在某个观测不到的物体，比如行星、黑洞或暗物质的影响下，弱引力透镜效应会使遥远的星系看起来像是被扭曲。尽管天文学家认为宇宙的约27%由暗物质组成，但由于暗物质不会吸收和反射光线，因此无法直接被望远镜观测到。不过，通过暗物质与可见物质的相互作用——主要为引力效应，科学家可以推论出暗物质的存在。
研究人员对距离地球45亿光年之外，成千上万对星系的引力透镜图像进行了整合，揭示出星系间存在的暗物质。据研究团队介绍，这一成果是暗物质探测中非常重要的一步。
“几十年来，研究者一直语言星系之间存在暗物质纤维，这些纤维组成了网状的超结构，将星系连接在一起，”天文学教授迈克·哈德森（Mike Hudson）说，“这张图片使我们突破了预言，回到了某种我们可以观察和测量的东西上。”
这张合成图片首次显示了这张“暗物质网”。“在一间完全黑暗的屋子里打开手电筒，你只会看到手电筒在发光，”欧洲空间局解释道，“这并不能说明你所在的屋子不存在。类似的，我们知道暗物质的存在，但从未直接观测到它。”

天文学家认为，暗物质就像是一种引力“胶水”，使各个星系连接在一起。据推测，我们所处的宇宙中，只有5%是由我们已知的物质，如原子和亚原子粒子所组成的。
在这张假彩色图片中，白色区域代表着明亮的星系，而暗物质“桥”则以红色显示。天文学家不仅对这一现象进行了绘图，他们还发现，彼此距离小于4000万光年的星系之间，其暗物质“桥”的强度最大。
“利用这一技术，我们不仅能够看到宇宙中存在的这些暗物质纤维结构，”共同作者塞斯·埃普斯（Seth Epps）说，“而且还可以看到这些纤维结构将星系连接到什么样的程度。”