提示暗物質?美麗英仙座發現神祕莫測光帶
據天文學網站「每日星系」(dailygalaxy)2月28日報導,哈佛天體物理中心的天文學家艾斯拉‧布布勒(Esra Bulbul)第一次觀察到英仙座星系團的這種天文現象時驚呼道:「我簡直不敢相信自己的眼睛。我們發現的現象超出當前物理學所能解釋的範圍。」
2014年7月,布布勒的天文觀測組使用錢德拉望遠鏡觀測2.5億光年遠英仙座星系團發現,星系中的氣體光譜分析結果中有一條神祕的光譜帶,無法查明其來源。
神祕光帶 來源不明
一般來說,天文學家把一個星系整體比喻成一個原子,原子的光譜帶(本文簡稱「光帶」)能夠反映其種類。星系的光帶可以反映出所含的各種原子成分,即可初步鑑別出星系的組成、來源等特徵。
英仙座星系團是已知宇宙中最龐大天體之一,星系團本身是一個巨大的超級炙熱的等離子「氣體」。布布勒解釋根據英仙座星系團的光帶特徵,可以判斷星系團的氣體充滿鐵二十五、矽十四和硫十五這樣的離子成分,因為錢德拉望遠鏡可以在這個星系團的整體X射線光譜特徵圖中,分辨出每個離子所產生的光帶。
然而2012年布布勒將17天的觀測數據疊加後發現一種新光帶。起初,布布勒不相信這種觀測結果是正確的,認為那是一種儀器誤差造成的錯覺。她說: 「(那個光帶)位於3.56千電子伏(keV),不符合任何已知的原子躍遷光譜特徵。這真是太讓人驚訝了。」
隨後,布布勒等人花了很長時間才確認那不是誤差,也不是已知原子成分的未知光譜特徵。布布勒說: 「我已經做了非常仔細的檢查。我重新分析數據;分割數據設置成不同的子組;以及兩種不同天文臺的4個探測器數據,這些都沒有說明那條光帶是不應該存在的。」
可能為暗物質的跡象
此後,歐洲XMM-牛頓望遠鏡的獨立觀測數據也顯示出73個其它星系團存在和布布勒所見相同的光帶。尤其讓布布勒等人驚喜的是,在他們的研究結果公布一個星期後,荷蘭萊頓大學(Leiden University)的阿萊克斯維‧保亞斯基(Alexey Boyarsky)報告仙女座星系(Andromeda)的XMM-牛頓觀測結果顯示相同的光帶,以及英仙座星系團的外圍空間也存在相同的光帶。
因為這條光帶與任何已知類型物質無關,所以它引起天文學家的種種推測,尤其認為它來自暗物質。
報導說,天文學界對此共提出約60種不同暗物質類型的理論解釋,有些粒子物理學家們甚至戲稱這個光帶來源於「布布勒子」(bulbulon)。而可能產生這種光帶的暗物質包括:弦理論中額外時空捲縮而形成的軸子、惰性中微子和「模量暗物質」(moduli dark matter)。
目前,天文學界認為,需要建一座新的天文臺才有可能解決這個天文謎團。 2015年,日本航天局發射一顆高端觀測性能的X射線望遠鏡「Astro-H」,其上裝備美國航空航天局和威斯康辛大學研製的新型X射線探測器,可能會更精確地測量這個神祕的光帶。