天體物理學家在一項新的研究中可能探測到暗物質的蹤跡。邁阿密大學物理系的天體物理學助理教授尼克▪卡佩盧惕和他的同事在《天體物理學》雜誌上發表了一篇題為“用錢德拉望遠鏡在宇宙深場搜索3.5KeV光線”的論文，他們用暗物質的衰變解釋了“3.5KeV光譜線”的來源。天文學家使用四種不同指向的望遠鏡觀測到了這種奇異的光線，該光譜發射線不在天體物理學家熟悉和辨識的範圍內，它們可能來源於一種科學家未知的物質元素，著迷於超大質量黑洞、暗物質性質、活動星系核等宇宙現象研究的卡佩盧惕將奇特的光譜線和暗物質的性質聯繫起來，為暗物質物理學的探索開闢了一條新的路徑。
暗物質是宇宙學和物理學中最神秘的存在，科學家數十年來一直在尋找它的蹤影，什麼是暗物質？暗物質從何而來？卡佩盧惕的哈佛大學同事在2014年研究一個星系團時發現了罕見的光譜發射線，該發現引起了當時天體物理學界不小的轟動，沒有一種已知的物質元素能夠解釋“3.5KeV發射線”。在一項新的觀測計劃中，卡佩盧惕和他的同事使用了錢德拉X—射線太空望遠鏡的觀測數據，再次發現了這種未有預期、或不由任何已知原子發射的光譜線，他們認為暗物質的衰變可能是這種光譜線的來源。
四種捕獲到未知光譜線的望遠鏡分別是錢德拉、NUSTAR、歐航局的XMM——牛頓和日本的SUZAKU望遠鏡。除了用暗物質的衰變來解釋3.5KeV發射線之外，一些物理學家還提出了另一種可能發射光源的物質——惰性中微子，該粒子也被認為是一種衰變的暗物質候選對象。如果卡佩盧惕和他的同事提出的理論得到證實，那麼暗物質的秘密將得以“告破”，這將是物理學研究取得的其中之一的重大突破。卡佩盧惕和他的同事對銀河系存在的3.5KeV發射線表現了特別的興趣，有時會沉浸在地球和人類被“暗物質泡泡”包裹的想象中，為了獲得統計學的確定性，他們也不排除將惰性中微子視為3.5KeV發射線的來源。
今年秋季，邁阿密大學準備邀請幾位世界大學和研究機構的科學家加盟，繼續探測來自天空深處的這種神秘譜線，卡佩盧惕和他的同事希望獲得一種更有威力、更高精度的望遠鏡，這種願望要到2021年才能實現，他們也希望和世界上的其他科學家分享觀測的數據，共享分析的成果，以科學家的共同智慧和努力來揭開暗物質的奧秘。
科普編譯：鄧如山
2018-4-23
暗物質包裹的銀河系
NUSTAR望遠鏡
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