天體物理學家的研究可能為尋找暗物質提供線索

天體物理學家的研究可能為尋找暗物質提供線索。來源：uux.cn/© 2024年美國物理學會
（神秘的地球uux.cn）據克萊姆森大學（Cindy Landrum）：暗物質是科學界最大的奧秘之一。它不會吸收、反射或發光，所以我們看不到它。但它的存在是由它對星係的引力效應所暗示的。
盡管暗物質約占宇宙的85%，但科學家對其基本性質知之甚少。
理論比比皆是，克萊姆森大學博士後亞曆克斯·麥克丹尼爾的研究為暗物質的性質提供了一些迄今為止最嚴格的約束。他的研究還揭示了一個小信號，如果是真的，可能在未來十年左右的某個時候得到證實。
這項研究發表在《物理評論D》雜誌上。
麥克丹尼爾說：“隨著數據的收集和未來的新發現，這個小小的提示可能會變成對暗物質模型的非常具體的探測。”。
探測暗物質將是開創性的。
“暗物質是天體物理學中最重要的東西之一，我們對此幾乎一無所知。發現它將是一個巨大的突破，”克萊姆森物理與天文係副教授、麥克丹尼爾的顧問Marco Ajello說。“無論誰發現，都可能獲得諾貝爾獎。這太大了。”
在這項工作中，麥克丹尼爾和合作者正在矮星係中尋找自湮滅為普通物質和伽馬射線的暗物質，伽馬射線是一種最高能級的光。矮星係是研究的理想之選，因為它們體積小，富含暗物質，而且大多缺乏其他可能汙染研究結果的天體物理現象，如氣體、塵埃和超新星。
麥克丹尼爾說：“我們之所以尋找這些，是因為理想情況下，它們會給我們一個幹淨的信號，或者讓我們排除某些粒子理論。”。
一些模型預測暗物質具有一定的質量或橫截麵，這是由於粒子的相互作用而發生特定事件的概率。這將決定研究人員對伽馬射線的預期。他說，如果他們看不到這一點，他們可以排除這些質量和橫截麵。
克萊姆森大學前博士後、該研究的合著者克裏斯·卡文說：“在這篇論文中，我們做了更多的排除，說暗物質不可能有這些質量或橫截麵。”。Karwin現在是美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的博士後。“但與之前的研究相比，我們確實開始看到一些跡象，可能是來自這些係統的信號。”
麥克丹尼爾的研究使用了更大的樣本，其中包括額外發現的矮星係和比以前研究更多的數據。他在研究中包括了大約50個矮星係，但他表示，隨著新的、更強大的望遠鏡在不久的將來上線，他預計這個數字將增加到150到200個。
“新望遠鏡基本上是矮星係探測器，”他說。“我們預計，通過這些改進，我們有可能實現真正的檢測，而不是隻有一點點信號提示。”
Ajello補充道，“如果（信號）是真實的，最終就會得到證實。”