原文標題：Puzzling X-rays point to dark matter
原文來自：ESA Posted: 2014. 6. 24
編譯：Melipal 審校：Linq
天文學(xué)家使用ESA與NASA的高能望遠鏡，發(fā)現(xiàn)了誘人的線索，暗示宇宙中一種難以捉摸的成分——暗物質(zhì)的存在。
雖然暗物質(zhì)被認為是不可見的，也不會發(fā)射或者吸收光線，但可以通過它們的引力對宇宙中其他天體（如恒星或星系）的運動和外觀的影響來探測它們。
基于這些間接的證據(jù)，天文學(xué)家認為，暗物質(zhì)是宇宙中最主要的物質(zhì)成分，不過它仍舊是難以理解的。
現(xiàn)在通過研究星系團（也就是宇宙中被引力束縛的最大物質(zhì)結(jié)構(gòu)），人們可能找到了一條線索。
星系團不僅含有數(shù)百個星系，還含有充斥在星系之間的大量熱氣體。
然后對這些行星團的引力測量表明，星系與氣體只占據(jù)了總質(zhì)量的大約1/5，剩下的據(jù)信就是暗物質(zhì)了。
氣體的主要成分是氫，它們的溫度超過了1000萬攝氏度，熱得足以發(fā)出X射線輻射了。其他的痕量元素產(chǎn)生了特定波長額外的X射線“譜線”。
通過考察ESA的XMM-牛頓空間望遠鏡以及NASA的錢德拉X射線天文臺對73個星系團特征譜線的觀測，天文學(xué)家困惑地看到了一有趣的暗線，人們從來沒有在這一波長上看到過它。
相關(guān)論文的第一作者、美國馬薩諸塞州坎布里奇（Cambridge）哈佛—史密松天體物理中心的埃斯拉·巴爾巴爾（Esra Bulbul）博士說：“如果這個奇怪的信號是氣體中的已知元素產(chǎn)生的，它會在其他已知的X射線波長上留下其他信號，但是我們沒有看到這樣的信號。
“因此我們轉(zhuǎn)而尋求已知常規(guī)物質(zhì)之外的解釋?！?/span>
天文學(xué)家提出，這樣的輻射可能是由于某種奇異的亞原子粒子“惰性中微子”衰變產(chǎn)生的，理論預(yù)言了這種粒子的存在，但它們從來沒有被探測過。
普通的中微子是質(zhì)量很輕的粒子，只通過所謂的弱合理以及引力偶爾與其他物質(zhì)發(fā)生相互作用。惰性中微子據(jù)信只通過引力與普通物質(zhì)發(fā)生相互作用，這樣它們就成了暗物質(zhì)可能的候選對象。
巴爾巴爾博士說：“如果對新觀測的解釋是正確的，那么星系團中至少一部分的暗物質(zhì)應(yīng)該由惰性中微子組成?！?/span>
被測星系團分布在很寬的距離范圍內(nèi)，從上億光年到數(shù)十億光年不等。神秘的暗弱信號是通過結(jié)合對星系團的多次觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的，另外在英仙座星系團（一個鄰近的龐大星系團）的一張圖像中也發(fā)現(xiàn)了這個信號。
這一發(fā)現(xiàn)帶來的結(jié)果可能是深遠的，不過研究者很謹慎。在確認與暗物質(zhì)的關(guān)聯(lián)之前，使用XMM-牛頓、錢德拉以及其他望遠鏡對更多的星系團進行進一步觀測是必要的。
ESA的XMM-牛頓任務(wù)科學(xué)家諾伯特·沙特爾（Norbert Schartel）評論說：“XMM-牛頓望遠鏡的大型數(shù)據(jù)存檔以及該望遠鏡在不同波段采集大量X射線信號的能力讓發(fā)現(xiàn)這種奇怪的X射線信號成為了可能，最終讓人們發(fā)現(xiàn)了這一前所未知的譜線。
“如果能夠證實XMM-牛頓幫助我們發(fā)現(xiàn)了第一條暗物質(zhì)的直接證據(jù)，將是非常激動人心的。
“我們還沒有達到這個目標，不過一旦達到，我們必然會了解到許多關(guān)于奇異宇宙成分的信息。”
參考文獻：《在星系團的疊合X射線光譜中發(fā)現(xiàn)了未知發(fā)射線》，E·巴爾巴爾等人，《天體物理學(xué)報》，2014年7月1日
（全文完）
