爱因斯坦环支持轴子暗物质,发现了天体物理学家
发布时间：2023-04-22 10:55:39 所属栏目：外闻 来源：
导读：一组科学家研究了来自遥远天体的透镜“爱因斯坦环（Einstein rings）”，发现这些光环上的信息表明了射电星系中暗能量的种类。
具体来说，研究人员观察了“HS 0810+2554”（一个遥远的类星体
具体来说，研究人员观察了“HS 0810+2554”（一个遥远的类星体
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一组科学家研究了来自遥远天体的透镜“爱因斯坦环（Einstein rings）”，发现这些光环上的信息表明了射电星系中暗能量的种类。 具体来说，研究人员观察了“HS 0810+2554”（一个遥远的类星体）的透镜图像，发现了波状暗物质的存在。他们的研究发表在今天的《自然天文学》上。 香港大学（University of Hong Kong, Kowloon）天体物理学家、该研究的主要作者阿尔弗雷德·阿姆鲁斯（Alfred Amruth）表示：“在我们的工作中，我们首次测试了波状暗物质的预测。这是对波状暗物质的独特预测，我们使用爱因斯坦对引力透镜的预测作为我们的工具。” 让我们回顾一下。显然，暗物质约占宇宙的27%，但科学家们不知道它是什么。暗能量约占宇宙的68%，与暗物质一起，被归入宇宙中无法解释的物体。 科学家们知道暗物质的存在是因为它的引力效应，这种效应可以在大尺度上观察到。当我们观察星系的运动和周围光线的扭曲时，很明显，存在的物质比我们实际看到的要多。不管它是什么，我们都看不见它，而且它似乎几乎不会与正常物质相互作用。 爱因斯坦环就是这样一种光被引力扭曲的产物。当来自遥远光源的光穿过空间并经过一个大质量物体时，光线在这个物体的引力作用下被弯曲。在某些情况下，从我们的角度来看，弯曲的光线在物体周围形成了一个近乎完美的环，使我们能够看到原本可能隐藏在视野之外的东西。 暗物质有几个主要的候选者（这不是一个零和游戏，宇宙中的暗物质可能是由多个候选者造成的）。弱相互作用的粒子( WIMPs)是理论上的粒子,它们拥有大量物质,与粒子相比表现出相当的特性,但却无法与一般物质交互,因此我们无法识别它们。 另一个主要的候选者是轴子（axion），一种以洗衣粉命名的理论粒子（具体地说是玻色子）。轴子将比WIMP小得多，理论上它的行为更像波，而不是粒子，就像光子。 在这项工作中，研究小组试图理解天文学中一个长期存在的难题：透镜类星体（看起来像恒星的遥远星系）亮度波动的原因。阿尔弗雷德·阿姆鲁斯说，建立在WIMP上的模型很难再现多重透镜类星体的亮度。但研究人员发现，波状暗物质能够可靠地再现一颗名为“HS 0180+2554”的类星体的亮度异常。 阿尔弗雷德·阿姆鲁斯说：“新的发现肯定会使轴子成为暗物质的候选者，并迫使人们学会放弃WIMP范式。无论如何，它迫使我们考虑超越粒子物理学标准模型的新物理学。” 标准模型是描述四种基本力和我们所知道的最小粒子行为的总体理论，但暗物质并没有被考虑在内。这个模型也没有考虑到亚原子尺度上似乎不存在的引力，这就提出了进一步的问题，即暗物质（波状的或大质量的）究竟是如何对周围环境产生引力影响的。 在暗物质模型的模拟图像中，该团队发现WIMP模型预测了爱因斯坦环的平滑曲线；波状暗物质模型发现了环的一个更加混乱、无定形的边缘。这种看起来混乱的边缘与现实中类星体中能够看到的亮度变化的波动相对应。 尽管，该团队刚刚测试了一个类星体，但阿姆鲁斯说：“这表明波状暗物质可能普遍适用于我们在不同系统中看到的大量透镜异常。”。他们现在已经转向透镜超新星的亮度异常，他们的早期结果表明，波状暗物质可能是罪魁祸首。 这并不意味着WIMPy暗物质不存在 —— 只是它看起来不像是在某些引力透镜中涉及的暗物质。 所以，必须进行更多的观测和建模，但随着太空中的新天文台（韦伯太空望远镜）和地平线上的新天文台（鲁宾天文台和罗马太空望远镜），关于暗物质及其性质的一些问题可能很快就会得到解决。这些发现将有助于科学家更好地理解宇宙起源和演化的过程，并帮助人类了解星系如何形成和演化。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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