یک ابر بزرگ از ذرات نامرئی به نظر می رسد از دست رفته از کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری ممکن است از دست رفته عجیب و غریب X-ray درخشش طولانی در ارتباط با ماده تاریک در کهکشان های دیگر, یک مطالعه جدید نشان داده است. اگر این هاله درخشان است که واقعا از دست رفته — فیزیکدانان و نه درگیر در مطالعه بسیار شک و تردید در آن واقعا وجود ندارد — از آن خواهد شد یک ضربه به این نظریه که ماده تاریک ساخته شده است فرضی “استریل نوترينو.” استریل نوترينو ها نظری شبح مانند عموزاده از ضعف زیر اتمی نوترينو دانشمندان در حال حاضر کشف و ممکن است یا نه ممکن است وجود داشته باشد.

محققان این مطالعه جدید که منتشر شده 27 مارس در مجله علوم برای این نگاه هاله درخشان در راه کمی متفاوت از گذشته تلاش چیزی است که بزرگترین نقطه از مشاجره میان فیزیکدانان دیگر.

“از علم منظر من فکر می کنم این واقعیت است که ما در حال گرفتن مقدار زیادی از مقاومت مواجه و تعداد زیادی از علاقه در کار ما این است که علم باید عامل” گفت: مطالعه همکاری نویسنده نیکلاس Rodd یک دانشگاه کالیفرنیا در برکلی اخترفیزیکدان. “مردم شده اند و فکر کردن در مورد چگونه به جستجو برای این نوترينو با اشعه X برای برخی از زمان. ما در آمد و واقعا تا به حال یک ایده چگونه به آنها نگاه کنید. و هر بار که کسی می آید و می گوید: “من یک ایده جدید برای نحوه به دنبال چیزی است که متفاوت از آنچه شما انجام می دهند,’ غریزه روده خود را باید با شک و تردید. من فکر می کنم آن را کاملا طبیعی پاسخ.”

پیدا کردن نامرئی

چه انرژی رزولوشن رو برای انجام با آن ؟

ماده تاریک بزرگترین ناشناخته در جهان است. دانشمندان می دانید آن وجود دارد عمدتا به دلیل آنها می توانید ببینید اثرات گرانش آن در کهکشان ها; شناخته شده ستاره ها و گازهای نیست تقریبا سنگین به اندازه کافی برای اتصال کهکشانها با هم. پس اخترفیزیکدانان بر این باورند که کهکشان ها را نهان “هاله” از ماده تاریک ارائه گم شده به صورت فله و در مجموع حساب برای 85 درصد از جرم جهان است. (وجود انواع دیگر از شواهد ماده تاریک در خارج وجود دارد, اما این یکی بزرگ است.) آنها نمی, اما می دانم که این چه رمز و راز ماده ساخته شده است.

برخی از نظریه ها شامل نسبتا سنگین نظری ذرات به نام WIMPS. دیگران شامل ذرات فوق سبک به نام axions. وجود دارد و حتی عجیب و غریب نیست-به طور گسترده ای پذیرفته شده نظریه است که تکیه بر وجود ریز سیاه چاله ها. اما یکی که ساده ترین و در برخی موارد شامل فقط کمی افزایش سرعت فیزیکدانان’ مدل نوترينو — فوق العاده-ذرات نور که جریان را از طریق فضای تعامل تنها بسیار ضعیف با ذرات دیگر. در حال حاضر وجود دارد سه شناخته شده نوع نوترينو: الکترون نوترينو, میون نوترينو و تاو نوترينو. اما برخی از فیزیکدانان ذرات گمان می برند که یک چهارم انواع: استریل neutrino. این سنگین تر neutrino نمی تعامل با دیگر ذرات در همه جز از طریق گرانش و هنگامی که آن را متلاشی میشود. و به خاطر آن اضافه شده فله آن را حرکت نمی کند از طریق فضا کاملا به عنوان به سرعت به عنوان دیگر نوترينو. که بدان معنی است که استریل نوترينو نمی پرواز جدا از یکدیگر اما فرم ابرها نشان می دهد که آنها ممکن است قادر به شکل هاله مانند ماده تاریک می کند.

وجود دارد یک تفاوت مهم بین استریل نوترينو و دیگر ماده تاریک نامزدها: بیش از زمان استریل نوترينو پوسیدگی به ذرات ما می دانیم در مورد از جمله X-ray فوتون. محققان در 1990s و 2000s اولیه پیشنهاد شده است که زوال هاله از استریل نوترينو را تولید و ضعف نور در یک طول موج خاص در X-ray طیف. و در سال 2014 اضافه کردن با هم X-ray نور شناسایی از 73 مختلف کهکشان خوشه یک تیم از محققان دانشگاه هاروارد به نظر می رسید برای پیدا کردن یک تب و تاب بودن در سمت راست رود محدوده: ضعف سنبله از X-ray نور در یک سطح انرژی از 3.5 کیلو الکترون ولت (keV اندازه گیری سطح انرژی ذرات تولید نور).

ده ها تن از پیگیری مطالعات پس از شناسایی مشابه 3.5 کو می درخشد (به عنوان مراجعه کننده 3.5 کو خط) در گروه های دیگر از کهکشان ها هر چند حداقل برخی از جستجوها برای, خط ویژه در Draco کهکشان — تبدیل شده است خالی است.

مرتبط با: 11 حقایق جالب در مورد کهکشان راه شیری

اما محققان این مقاله جدید استدلال می کنند که 3.5 کو خط از دست رفته است از درخشان ترین نزدیکترین ماده تاریک منبع: خانه ما در کهکشان. یک تیم از دانشگاه UC برکلی و لارنس برکلی و آزمایشگاه ملی رفت و از طریق پیر X-ray telescope ضبط و برداشت از X-ray تصاویر از “خالی آسمان” — مناطق کهکشان راه شیری که هیچ ستاره اما هنوز هم باید میزبان ماده تاریک.

خود را بزرگ مجموعه باید شامل یک 3.5 کو خط در صورتی که خط است که واقعا یک ماده تاریک سیگنال آنها استدلال کرد. تیم نسبتا خاص کهکشان راه شیری دارای ماده تاریک. و آن را بسیار نزدیک و پوشش خیلی از آسمان ما که ماده تاریک قطعا باید نشان می دهد تا داده های خود را اگر آن را به آنها نوشت: – به همین دلیل است که آن را بسیار آسان تر به نقطه زیادی لامپ در اتاق خواب خود را از کوچک به رهبری مایل دور. این به شدت نشان می دهد آنها استدلال که 3.5 کو خط است نه ماده تاریک سیگنال است که می تواند ضربه ای بزرگ برای استریل neutrino تئوری.

نه همه اما متقاعد شده است.

Kevork Abazajian یک کارشناس در 3.5 کو خط و مدیر مرکز کیهان شناسی در دانشگاه کالیفرنیا در ارواین است که یک منتقد در این مقاله پس از یک پیش نویس برای اولین بار منتشر شده در فوریه 2019 گفت: “مشکل اصلی این است که آنها با استفاده از روش های که استفاده نمی شود در X-ray astronomy جامعه و دلایل وجود دارد این روش ها استفاده نمی شود در X-ray astronomy جامعه است.”

این مطالعه جدید که متکی به یک مقدار زیادی از داده های تجمعی 8,300 ساعت از تلسکوپ مشاهده زمان — اما این داده ها می آید از یک محدوده بسیار باریک فرکانس: بین 3.3 و 3.8 keV. و انرژی “قطعنامه” از داده ها در مورد 0.1 کو معنی است که محققان می توانند به وضوح تشخیص تنها تعداد انگشت شماری از فرکانس در خود مجموعه. خود را به مجموعه داده های کمی مانند یک 5-صفحه گسترده عکس های گرفته شده با فوق العاده دقیق با دوربین: کیفیت تصویر بسیار خوب است, اما آن را نشان نمی دهد زیاد است.

نویسندگان این مقاله می گویند که خوب است. حتی اگر تصویر دارای انرژی کم وضوح 3.5 کو خط هنوز هم باید نشان می دهد تا به وضوح درست در وسط آن است. و چون آن را نمی کند که نشان می دهد این خط است که در کهکشان راه شیری در همه آنها ادعا می کنند.

A figure from the paper compares the X-ray levels the researchers found (black crosses) to the X-rays they would have expected to find if the 3.5 keV line were present (red dashes).

یک شکل از کاغذ در مقایسه با X-ray سطوح محققان دریافتند (سیاه و سفید عبور) برای X-rays آنها انتظار می رود برای پیدا کردن اگر این 3.5 کو خط حاضر بودند (قرمز تیره). (اعتبار تصویر: Dessertet al., علم)

“از آنجا که ما در حال X-ray ستاره شناسان با آموزش ما به ارمغان آورد در روش های آماری استفاده می شود که در زمینه های دیگر و ما فکر می کنیم دقیق تر و قوی” Rodd گفت.

این روش که برگرفته از gamma-ray نجوم و انواع خاصی از فیزیک ذرات تمرین در برخورددهنده بزرگ هادرون در اروپا درخواست تجدید نظر به نویسندگان این مقاله است. اما X-ray ستاره شناسان شکاک تر هستند.

Abazajian گفت Live علم است که با استفاده از چنین باریک انرژی محدوده مقادیر به “گیلاس چیدن” داده ها که می تواند منجر به غیر قابل اعتماد منجر شود.

مشکل او گفت این است که اگر این خط در حال حاضر آن را نمی خواهد مانند یک نقطه روشن در برابر یک پس زمینه تاریک. به جای آن وجود دارد مقدار زیادی از پس زمینه X-ray نور از کهکشان های دیگر از اتم ها در سراسر آسمان پراکنده و حتی کمی از اشعه کیهانی که باعث X-ray flickers داخل تلسکوپ خود را — که شما را عمیقا درک کنند و با دقت تفریق کردن داده ها قبل از قابل توجه خط به نظر می رسد.

در خصوص او گفت: سه نفر دیگر از X-ray منابع سقوط در باند باریک است که محققان: اتم آرگون-18 و گوگرد-16 در آسمان و سپس منبع دیگری که ممکن است از داخل تلسکوپ شناخته شده به عنوان پتاسیم ka. اما گسترده تر مشکل او گفت این است که با مطالعه چنین باریک محدوده فرکانس محققان فقط نمی تواند درک زمینه به خوبی به اندازه کافی به درستی آن را کم کردن.

Rodd تا به حال مخالف را: که حسابداری برای بیش از حد از X-ray طیف معنی از جمله ویژگی های است که مربوط به 3.5 کو خط و که ممکن است تحریف مدل خود را از آنچه در پس زمینه X-ray تابش از کهکشان راه شیری به نظر می رسد. که باعث می شود آن را دشوار است به درستی باز کردن 3.5 کو خط از پس زمینه بحث کرد.

یک شمارنده پیدا کردن

در یکی دیگر از مقاله هنوز رتبهدهی نشده است منتشر شده در کارشناسی, مجله منتشر شد اما به عنوان یک preprint در فوریه 2019 های مختلف گروه از محققان متخصص — X-ray ستاره شناسان — اختصاص باریک گسترده تر از X-ray طیف. با استفاده از بیشتر به طور گسترده ای پذیرفته شده و تکنیک های آنها نگاه 3.5 کو خط در کهکشان راه شیری است. و آنها آن را در بر داشت.

“شکایت اصلی که من شنیده ام [مورد مطالعه] است که آنها [دنبال] بیش از اندازه و در نتیجه آنچه اتفاق می افتد این است که آنها در واقع گرفتن برخی از [3.5 کو] سیگنال خود را که آنها پس از آن تماس زمينه گفت:” تیم تایت صندلی از گروه فیزیک و نجوم در دانشگاه کالیفرنیا در ارواین بود که نه درگیر با هم مطالعه.

تایت یک فیزیکدان ذرات با تخصص در ماده تاریک است که نمی توان به طور معمول کار با اشعه X است که یک بیت از یک آگاه اطرافیان به مخالفت و نه به عنوان تیز یک منتقد از کاغذ به عنوان Abazajian.

“آنها بسیار مراقب باشید در کار خود و تا آنجا که تجزیه و تحلیل آنها می رود من نمی بینم هر چیزی که اشتباه است. اما من واقعا می خواهم برای دیدن طیف وسیع تری از فرکانس رسم فقط برای دیدن آنچه در جریان است با دیتا,” او گفت:

Tait اضافه شده است که او شگفت زده شد که مقاله جدید نیست تعامل مستقیم با فوریه 2019 preprint که نتایج متفاوت است.

با وجود تردید Rodd می گوید او منطقی متقاعد شده است که تیم خود را نشان داده است که 3.5 کو خط استریل نشده neutrino ماده تاریک — هر چند او گفت که raíses این سوال که چه چیزی تولید خط در کهکشان ها در آن شناسایی شده است.

بخشی از مشکل اساسی این است که کیفیت در دسترس X-ray اطلاعات از مناطق خالی از آسمان به عنوان خوب نیست به عنوان دانشمندان آنها را می خواهم. زمان X-ray تلسکوپ فقط لازم نیست که انرژی وضوح ایده آل برای این نوع از تحقیقات Rodd گفت. یک ماهواره تلسکوپ که ممکن است ثابت کرده اند که مشکل شناخته شده به عنوان Hitomi از دست رفته و تماس با زمین به زودی پس از آن در سال 2016 راه اندازی. و وجود دارد هیچ شرکت قصد دارد برای راه اندازی هر گونه مقایسه ابزار به فضایی که در آن X-ray astronomy است روشن ترین تا حداقل اواخر 2020s.

تا آن زمان این محققان خواهد بود سمت چپ انتظار تعجب و مخالفت — و در حال انتظار برای با کیفیت بالاتر داده است که می تواند حل و فصل اختلاف یک بار و برای همه است.

در اصل منتشر شده در Live علم.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de