費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡以新方式擴(kuò)大暗物質(zhì)搜索

科技日?qǐng)?bào)北京8月16日電 （記者 張夢(mèng)然）據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)消息稱，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）下屬費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡已開始利用全新方法擴(kuò)大對(duì)暗物質(zhì)的搜索，并進(jìn)一步限制了暗物質(zhì)粒子可能的特征。

暗物質(zhì)在宇宙尺度上影響了宇宙的歷史，但它的尋找過程甚是艱難。對(duì)于人類來講，它實(shí)在很“暗”：我們根本看不到暗物質(zhì)發(fā)光，也看不到它輻射其他粒子，其存在的證據(jù)一直是通過引力得來的。當(dāng)前，尋獲暗物質(zhì)有兩個(gè)辦法：將儀器放入地下或送上太空。

2008年升空的費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡包括廣域望遠(yuǎn)鏡（LAT）和伽瑪射線暴監(jiān)視系統(tǒng)（GBM），這意味著，其一部分使命是對(duì)宇宙中狂暴難測(cè)的伽瑪射線進(jìn)行探索。今年稍早時(shí)候，費(fèi)米團(tuán)隊(duì)利用該望遠(yuǎn)鏡超過6年的數(shù)據(jù)完成了3份報(bào)告，其中包括使用新方法對(duì)暗物質(zhì)進(jìn)行搜索的結(jié)果。研究人員認(rèn)為，伽瑪射線是光的最高能量形式，可以幫助揭示暗物質(zhì)粒子的一些存在類型。

在這些結(jié)果中，費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到在銀河系中央與其他圍繞銀河系運(yùn)轉(zhuǎn)的矮星系中，有與暗物質(zhì)明顯相關(guān)聯(lián)的伽瑪射線信號(hào)。雖然目前還沒有令人信服的發(fā)現(xiàn)，但已排除了一定范圍內(nèi)的質(zhì)量與相互作用比率的可能性，進(jìn)一步限制了暗物質(zhì)粒子可能具有的某些特征。

新研究還一并探索了暗物質(zhì)由軸子（天文學(xué)模型中假想的暗物質(zhì)構(gòu)成粒子之一）或其他相似特性粒子組成的可能性。這一類粒子能夠轉(zhuǎn)化為伽瑪射線，當(dāng)他們與強(qiáng)磁場(chǎng)相互作用時(shí)又會(huì)轉(zhuǎn)回原來的形態(tài)，因此在不斷切換的過程中應(yīng)當(dāng)會(huì)殘留下一些“蹤跡”。斯德哥爾摩大學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)散發(fā)高能量伽瑪射線的NGC1275星系展開研究。位于英仙座星系團(tuán)中央的這個(gè)星系，其熾熱氣體更有利于伽瑪射線和軸子類粒子的轉(zhuǎn)化。通過費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡搜尋的信號(hào)，研究人員排除了可能包含了4％暗物質(zhì)的軸子類粒子。這一研究結(jié)果表明，人們現(xiàn)在已經(jīng)可以更詳細(xì)研究軸子粒子的模型，并最大限度縮小可能的質(zhì)量范圍。

總編輯圈點(diǎn)

科學(xué)家采取常規(guī)手段追蹤“暗物質(zhì)嫌疑人”，一直沒發(fā)現(xiàn)可靠信號(hào)，所以開始找些新方法——并不針對(duì)某個(gè)特定目標(biāo)，而是分析整個(gè)天空中的伽瑪射線背景。雖然還是不能確定暗物質(zhì)到底是什么，但現(xiàn)在排除了一些不可能分子，“嫌疑人”的范圍被縮得更小了。而暗物質(zhì)存在的形式一旦揭秘，無論它是某種粒子還是一種我們尚未知曉的狀態(tài)，當(dāng)今人類的天文、物理教科書都將隨之改變。