望远镜的放大倍数与哪些因素有关(影响望远镜放大倍率的因素)

游客投稿 科学探索 2023-06-23 22:52

暗物质是什么,我们还不知道,只是总结了具有以下特征的物质。我们一直在探索和捕捉这样的物质,NASA使用费米伽马射线太空望远镜收集数据来追踪暗物质。

暗物质是比电子和光子更小的物质。它不带电荷,不干扰电子。它可以穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。暗物质的密度很小,但是数量巨大,所以它的总质量很大。它们代表了宇宙中26%的物质含量,其中人类可见的不到5%(约4.9%)。暗物质无法直接观察到,但它可以干扰恒星发出的光波或引力,可以明显感觉到它的存在。

暗物质存在的最早证据来自对球状星系自转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙大尺度结构的形成、天文观测和膨胀宇宙学研究表明,宇宙的密度可能由大约68.3%的暗能量、4.9%的重子物质和26.8%的暗物质组成。

NASA费米望远镜扩大对暗物质的搜索

虽然我们还不知道暗物质是什么,但我们的研究结果表明,我们可以详细研究轴子类粒子模型,并最小化可能的质量范围。

据国外媒体报道,暗物质是构成宇宙中绝大部分物质的神秘物质,一直让人难以捉摸。虽然在地面和太空的实验中都没有发现暗物质的踪迹,但研究结果已经帮助科学家排除了一些理论上的可能性。今年年初发布的三份研究报告使用了费米伽马射线太空望远镜6年多来收集的数据,并利用新方法扩大了对暗物质的追踪。费米项目的科学家朱莉·麦克内里(Julie McEnery)表示,我们一直以来都是用普通的方法在普通的地方寻找,现在我们打算开始使用一些创新的方法。

暗物质既不发光也不吸收光,主要通过引力与宇宙其余部分相互作用,但却占宇宙所有物质的80%。天文学家可以通过星系的旋转,光线穿过星系团的扭曲和早期宇宙的模拟来发现暗物质的影响。最有可能的是一系列不同种类的假想暗物质粒子。此前,费米在银河系中心和其他围绕银河系运行的矮星系中探测到明显与暗物质有关的伽马射线信号。

虽然没有确切的发现,但研究结果仍然排除了一定范围内质量相互作用比的可能性,进一步缩小了暗物质粒子可能具有某些特性的可能性。在这些新的研究中,最特别的是探索暗物质由轴子或其他具有相似特征的粒子组成的可能性。轴子类的粒子可以转化为伽马射线,当它们与强磁场相互作用时,它们会变回原来的样子,在这些转化过程中留下一些特征的痕迹。斯德哥尔摩大学的曼纽尔·迈耶(Manuel Meyer)带领团队研究了NGC 1275星系中的伽马射线,该星系位于英仙座星系团的中心,距离地球约2.4亿光年。

NGC 1275发出的高能射线被认为与其中心的超大质量黑洞有关。英仙座星系团和其他星系团一样,充满了与磁场交织的热气,有利于伽马射线和轴粒子的相互转化。迈耶的团队从费米广域太空望远镜(LAT)收集数据,并搜索扭曲的伽马射线信号。研究结果排除了可能含有4%暗物质的轴向亚类粒子。迈耶说,虽然我们还不知道暗物质是什么,但我们的研究结果表明,我们可以详细研究轴向子类别粒子模型,以最小化可能的质量范围。另一种可能性是暗物质的粒子被称为弱相互作用大质量粒子(WIMPs)。在某些情况下,碰撞的WIMPs粒子既不会互相毁灭,也不会产生快速衰变的中间粒子。

这两种情况都能让LAT探测到伽马射线。加州大学的Regina Caputo在小麦哲伦星云(SMC)中寻找这些信号。小麦哲伦星云距离地球大约20万光年,是环绕银河系运行的第二大卫星星系。在SMC中搜寻暗物质的好处是,它离我们比较近,它的伽马射线都是由恒星诞生、脉冲星等传统因素产生的,科学家比较了解。

更重要的是,天文学家可以精确测量SMC的自转曲线,可以反映出它的自转速度是如何随其中心距离变化的,从而显示出暗物质的存在量有多大。第三项研究由克莱姆森大学的Marco Ajello和SLAC国家加速器实验室的Mattia Di Mauro领导,从不同角度进行。他们不是研究一个特定的目标,而是研究了6年半多的LAT数据,分析了整个天空中的伽马射线背景。