脈沖星可能會讓暗物質發(fā)光
[探索] 時間:2025-11-23 05:52:53 來源:骨軟筋酥網 作者:熱點 點擊:54次

蟹狀星云——一顆超新星爆炸的脈沖殘余,其中心包含一顆脈沖星。讓暗脈沖星使星云中氣體形式的物質臺州外圍(臺州外圍女)外圍上門(電話微信180-4582-8235)提供頂級外圍女上門,伴游,空姐,網紅,明星,車模等優(yōu)質資源,可滿足你的一切要求普通物質發(fā)光。正如研究人員現在展示的發(fā)光那樣,它可能對軸子形式的脈沖暗物質做同樣的事情,導致可以測量的讓暗微妙的額外發(fā)光。鳴謝:uux.cn/美國航天局/CXC/亞利桑那州立大學/J. Hester等人
(神秘的物質地球uux.cn)據阿姆斯特丹大學:尋找暗物質過程中的核心問題是:它是由什么組成的?一個可能的答案是暗物質由被稱為軸子的粒子組成。由阿姆斯特丹大學和普林斯頓大學的發(fā)光研究人員領導的一個天體物理學家小組現在已經表明,如果暗物質由軸子組成,脈沖它可能會以脈動恒星發(fā)出的讓暗微妙的額外輝光的形式顯示出來。他們的物質工作發(fā)表在《物理評論快報》雜志上。
暗物質可能是發(fā)光我們宇宙中最受歡迎的成分。令人驚訝的脈沖是,這種神秘的讓暗物質形式,物理學家和天文學家至今還未能探測到,物質卻被認為構成了宇宙中的臺州外圍(臺州外圍女)外圍上門(電話微信180-4582-8235)提供頂級外圍女上門,伴游,空姐,網紅,明星,車模等優(yōu)質資源,可滿足你的一切要求巨大部分。
宇宙中不少于85%的物質被懷疑是“黑暗的”,目前只有通過它對其他天體施加的引力才能被注意到。可以理解,科學家想要更多。他們想真正看到暗物質——或者至少直接探測到它的存在,而不僅僅是從引力效應中推斷出來。當然,他們想知道這是什么。
清理兩個問題
有一點是清楚的:暗物質不可能是構成你我的同一種物質。如果是這樣的話,暗物質的行為就會像普通物質一樣——它會形成像恒星一樣的物體,變亮,不再是“黑暗的”因此,科學家們正在尋找新的東西——一種還沒有人探測到的粒子,它可能只會與我們已知的粒子類型發(fā)生非常微弱的相互作用,解釋為什么我們世界的這一組成部分迄今為止仍然難以捉摸。
有很多線索可以告訴我們去哪里找。一個流行的假設是暗物質可能由軸子組成。這種假設類型的粒子在20世紀70年代首次被引入,以解決一個與暗物質無關的問題。中子是普通原子的組成部分之一,它內部正負電荷的分離出乎意料地小。科學家們當然想知道為什么。
事實證明,一種迄今未被發(fā)現的粒子的存在,與中子成分的相互作用非常微弱,可能會導致這種效應。后來的諾貝爾獎獲得者弗蘭克·維爾澤克為這種新粒子起了一個名字:軸子——不僅與質子、中子、電子和光子等其他粒子的名字相似,還受到了一種同名洗衣液的啟發(fā)。軸子是用來解決問題的。
事實上,盡管從未被發(fā)現,它可能會清除兩個?;玖W拥膸讉€理論,包括弦理論,統(tǒng)一自然界所有力的主要候選理論之一,似乎預言了軸子樣粒子的存在。如果軸子真的存在,它們會不會也是失蹤暗物質的一部分,甚至全部?也許吧,但是困擾所有暗物質研究的另一個問題也同樣適用于軸子:如果是這樣,那么我們如何才能看到它們?如何讓“黑暗”的東西變得可見?
照亮暗物質
幸運的是,對于軸子來說,似乎有辦法解決這個難題。如果預測軸子的理論是正確的,它們不僅有望在宇宙中大量產生,而且一些軸子也可以在強電磁場的存在下轉化為光。一旦有光,我們就能看見。這可能是探測軸子的關鍵——因此也是探測暗物質的關鍵嗎?
為了回答這個問題,科學家們首先要問自己,已知最強的電場和磁場出現在宇宙的哪個地方。答案是:在旋轉中子星(也稱為脈沖星)周圍的區(qū)域。這些脈沖星是“脈動星”的縮寫,是致密的物體,質量與我們的太陽大致相同,但半徑約為10萬分之一,只有約10公里。由于體積如此之小,脈沖星以極高的頻率旋轉,沿著其旋轉軸發(fā)出明亮的窄束無線電輻射。類似于燈塔,脈沖星的光束可以掃過地球,使得這顆脈動的恒星很容易被觀測到。
然而,脈沖星巨大的自轉不止于此。它把中子星變成了一個極強的電磁鐵。反過來,這可能意味著脈沖星是非常有效的軸子工廠。平均每一秒鐘,一顆脈沖星能夠產生50位數的軸子。由于脈沖星周圍的強電磁場,這些軸子中的一部分可以轉化為可觀測的光。那就是:如果軸子真的存在的話——但是這個機制現在可以用來回答這個問題。只要觀察脈沖星,看看它們是否會發(fā)出額外的光,如果會,確定這些額外的光是否來自軸子。
模擬微妙的輝光
在科學中,實際進行這樣的觀察當然不是那么簡單。軸子發(fā)出的光——可以以無線電波的形式探測到——只是這些明亮的宇宙燈塔向我們發(fā)出的總光的一小部分。人們需要非常精確地知道沒有軸子的脈沖星會是什么樣子,以及有軸子的脈沖星會是什么樣子,才能看到差異——更不用說量化差異并將其轉化為暗物質數量的測量了。
這正是一組物理學家和天文學家現在所做的。在荷蘭、葡萄牙和美國的合作下,該團隊構建了一個全面的理論框架,可以詳細了解軸子是如何產生的,軸子是如何逃離中子星的引力,以及它們在逃離過程中如何轉化為低能無線電輻射。
然后,理論結果被輸入計算機,以模擬脈沖星周圍軸子的產生,使用最先進的數值等離子體模擬,最初開發(fā)這些模擬是為了理解脈沖星如何發(fā)射無線電波背后的物理學。一旦虛擬產生,軸子通過中子星電磁場的傳播被模擬。這使得研究人員能夠定量地了解無線電波的后續(xù)產生,并模擬這一過程如何在脈沖星本身產生的內在發(fā)射之上提供額外的無線電信號。
檢驗軸子模型
來自理論和模擬的結果然后被放入第一次觀察測試。利用來自27顆附近脈沖星的觀測結果,研究人員將觀測到的無線電波與模型進行了比較,看是否有任何測量到的過??梢詾檩S子的存在提供證據。不幸的是,答案是“沒有”——或者更樂觀一點:“還沒有。”軸子不會立即跳出來給我們看,但也許這是不可預料的。如果暗物質這么容易就暴露了它的秘密,那么它在很久以前就已經被觀測到了。
因此,發(fā)現軸子的確鑿證據的希望現在取決于未來的觀測。同時,目前沒有觀測到軸子的無線電信號,這本身就是一個有趣的結果。模擬和真實脈沖星之間的第一次比較,對軸子與光的相互作用提出了迄今為止最強的限制。
當然,最終目標不僅僅是設定限制——要么是證明軸子確實存在,要么是確保軸子根本不可能是暗物質的組成部分。新的結果只是朝著這個方向邁出的第一步;它們只是一個全新的高度跨學科領域的開始,這個領域有可能極大地推進對軸子的研究。
(責任編輯:百科)
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