Debate grows over whether X‑rays are a sign of dark matter
The search for a suspected calling card of the universe’s most elusive matter has come up empty.
Multiple days of telescope time spent looking for a specific X-ray glow coming out of the nearby dwarf galaxy Draco failed to turn up any signal, two University of California, Santa Cruz astrophysicists report online December 7 at arXiv.org. Finding such a glow would have offered a compelling clue for the identity of dark matter, the invisible, inert stuff that makes up more than 80 percent of the universe’s matter. The study’s authors say that the absence of the X-rays in Draco, one of the most dark matter–dominated objects known, means that scientists had previously detected the X-ray emissions of interstellar atoms rather than dark matter.
Not everyone agrees with the study’s conclusion, including a different team of scientists who commissioned the lengthy Draco observations and are reviewing the same data. Those scientists, who haven’t yet published their analysis, say they can’t rule out the possibility that dark matter produces the X-rays that have been spotted emanating from other cosmic objects.
Scientists know dark matter permeates the cosmos because, among other evidence, the outer regions of galaxies spin faster than they should based on the distribution of the galaxies’ stars and gas. In an attempt to identify the particles that make up dark matter, some scientists analyze images of dark matter–rich regions like galaxy clusters and dwarf galaxies in search of gamma rays, X-rays or other unexpected signals. Their hope is that dark matter particles emit observable radiation when they decay or collide with each other (SN Online: 11/4/14).
Scientists flagged one promising signal in February 2014: bursts of X-rays with an energy of about 3,500 electron volts that consistently appeared in a set of 73 galaxy clusters. Other groups soon found X-rays streaming from the Perseus galaxy cluster, Andromeda and the center of the Milky Way, too.
Theorists quickly pointed out that dark matter in the form of a proposed particle called a sterile neutrino could decay and emit radiation at that energy. “It was very exciting,” says Stefano Profumo, an author of the new paper. “We had a signal that matched with a predicted dark matter candidate.”
But dark matter isn’t the only way to explain the X-rays. Profumo and others argued that initial studies underestimated the role of a kind of decidedly undark matter — potassium atoms — that can also emit 3,500-eV X-rays in galactic gas clouds. To settle the issue, a team led by Alexey Boyarsky, a particle physicist at Leiden University in the Netherlands, pointed the XMM-Newton space telescope at Draco. The dwarf galaxy, located about 270,000 light-years away, contains lots of dark matter but barely any potassium-carrying gas.
For the new study, Profumo and colleague Tesla Jeltema, who are not part of Boyarsky’s team, analyzed the publicly available XMM-Newton data along with a previous Draco observation. They found no evidence that the galaxy radiates 3,500-eV X-rays. Profumo says their results prove that the X-rays in the other galaxy clusters could not have come from the decay of dark matter.
Boyarsky agrees that there is no strong X-ray signal coming from Draco. But he says he’s not convinced that the data rule out that dark matter decays into X-rays. He expects to share a more careful analysis encompassing more telescope data within the next few weeks.
Esra Bulbul, an astrophysicist at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics who is working with Boyarsky, says the new data hurt the case for sterile neutrinos composing dark matter. But she says that other kinds of dark matter particles could produce a feebler emission of X-rays that might explain the Draco observations. “Draco is a good clue, but I’m afraid it’s not going to be conclusive enough to evaluate the dark matter origin,” she says. “We have seen the signal in so many clusters.”
Bulbul expects to narrow down the list of potential X-ray emitters next year after the launch of ASTRO-H. That space telescope will be able to separate the contribution of potassium atoms from the rest of the X-ray signal, she says.
อภิปรายเติบโตมากกว่าว่ารังสีเอกซ์เป็นสัญญาณของสสารมืดค้นหาสำหรับบัตรโทรศัพท์ที่น่าสงสัยว่าจักรวาลเป็นเรื่องที่เข้าใจยากที่สุดที่ได้มาว่าง. วันหลายเวลากล้องโทรทรรศน์ใช้เวลามองหาเรืองแสง X-ray ที่เฉพาะเจาะจงออกมาจากสถานที่ใกล้เคียง กาแลคซีแคระเดรโกล้มเหลวในการเปิดสัญญาณใด ๆ สองมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียรายงานนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ซานตาครูซออนไลน์วันที่ 7 ธันวาคมที่ arXiv.org หาเรืองแสงดังกล่าวจะได้นำเสนอมีเงื่อนงำที่น่าสนใจสำหรับตัวตนของสสารมืดที่มองไม่เห็นสิ่งที่เฉื่อยที่ทำให้ขึ้นมากกว่าร้อยละ 80 ของเรื่องจักรวาล ผู้เขียนศึกษาว่าการขาดของรังสีเอกซ์ในเดรโกซึ่งเป็นหนึ่งในวัตถุเรื่องที่โดดเด่นที่มืดที่สุดที่รู้จักกันหมายความว่านักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบก่อนหน้านี้การปล่อยรังสีเอ็กซ์ของอะตอมดวงดาวมากกว่าสสารมืด. ทุกคนไม่เห็นด้วยกับ สรุปการศึกษารวมทั้งทีมงานที่แตกต่างกันของนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับหน้าที่สังเกตเดรโกมีความยาวและมีการทบทวนข้อมูลเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์เหล่านั้นที่ได้ยังไม่ได้เผยแพร่การวิเคราะห์ของพวกเขากล่าวว่าพวกเขาไม่สามารถออกกฎความเป็นไปได้ว่าสสารมืดผลิตรังสีเอกซ์ที่ได้รับการเห็นวัตถุที่เล็ดลอดออกมาจากจักรวาลอื่น ๆ . นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าสสารมืดแทรกซึมจักรวาลเพราะในหมู่อื่น ๆ หลักฐานภูมิภาคด้านนอกของกาแลคซีหมุนเร็วขึ้นกว่าที่พวกเขาควรจะอยู่บนพื้นฐานของการกระจายตัวของดาวกาแลคซีและก๊าซ ในความพยายามที่จะระบุอนุภาคที่ทำขึ้นสารมืดที่นักวิทยาศาสตร์บางคนวิเคราะห์ภาพของภูมิภาคเรื่องที่อุดมไปด้วยสีเข้มเช่นกลุ่มกาแลคซีและกาแลคซีแคระในการค้นหาของรังสีแกมมารังสีเอกซ์หรือสัญญาณอื่น ๆ ที่ไม่คาดคิด ความหวังของพวกเขาคืออนุภาคสสารมืดปล่อยรังสีที่สังเกตได้เมื่อพวกเขาสลายตัวหรือชนกัน (SN ออนไลน์: 11/4/14). นักวิทยาศาสตร์ตั้งค่าสถานะหนึ่งสัญญาณที่มีแนวโน้มในกุมภาพันธ์ 2014: ระเบิดของรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานประมาณ 3,500 อิเล็กตรอน โวลต์ที่มีความสม่ำเสมอปรากฏตัวขึ้นในชุดของ 73 กลุ่มกาแลคซี กลุ่มอื่น ๆ เร็ว ๆ นี้พบรังสีเอกซ์สตรีมมิ่งจากกลุ่มกาแลคซีเซอุส, Andromeda และศูนย์กลางของทางช้างเผือกด้วย. ทฤษฎีได้อย่างรวดเร็วชี้ให้เห็นว่าสสารมืดในรูปแบบของอนุภาคเสนอที่เรียกว่านิวตริโนผ่านการฆ่าเชื้อสามารถสลายตัวและปล่อยรังสีที่ว่า พลังงาน. "มันเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมาก" สเตฟาโนโปรฟูโม่, ผู้เขียนของกระดาษใหม่กล่าวว่า "เรามีสัญญาณที่จับคู่กับผู้สมัครสสารมืดคาดการณ์." แต่สสารมืดไม่ได้เป็นวิธีเดียวที่จะอธิบายรังสีเอกซ์ Profumo และอื่น ๆ ที่เป็นที่ถกเถียงกันว่าการศึกษาครั้งแรกประเมินบทบาทของชนิดของเรื่อง undark เด็ด - อะตอมโพแทสเซียม - ที่ยังสามารถเปล่ง 3,500 eV รังสีเอกซ์ในเมฆก๊าซกาแล็คซี่ ที่จะชำระปัญหาที่ทีมงานนำโดย Alexey Boyarsky นักฟิสิกส์อนุภาคที่มหาวิทยาลัยไลเดนในเนเธอร์แลนด์ชี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XMM นิวตันที่เดรโก กาแลคซีแคระอยู่ประมาณ 270,000 ปีแสงออกไปมีจำนวนมากของสสารมืด แต่แทบจะไม่ใด ๆ ก๊าซโพแทสเซียมแบก. สำหรับการศึกษาใหม่ Profumo และเพื่อนร่วมงานของเทสลา Jeltema ที่ไม่เป็นส่วนหนึ่งของทีมงาน Boyarsky ของการวิเคราะห์ที่เปิดเผยต่อสาธารณชน XMM- ข้อมูลที่นิวตันพร้อมกับการสังเกตก่อนหน้านี้เดรโก พวกเขาไม่พบหลักฐานว่าจักรวาลแผ่กระจาย 3,500 eV รังสีเอกซ์ Profumo กล่าวว่าผลของพวกเขาพิสูจน์ให้เห็นว่ารังสี X-ในกลุ่มกาแลคซีอื่น ๆ ที่ไม่ได้มาจากการเสื่อมสลายของสสารมืด. Boyarsky ตกลงว่าไม่มีสัญญาณเอ็กซ์เรย์ที่แข็งแกร่งมาจากเดรโก แต่เขาบอกว่าเขาไม่เชื่อว่าข้อมูลที่ออกกฎว่าสสารมืดสูญสลายลงในรังสีเอกซ์ เขาคาดว่าจะมีส่วนร่วมในการวิเคราะห์ระมัดระวังมากขึ้นครอบคลุมข้อมูลกล้องโทรทรรศน์มากขึ้นภายในไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้า. Esra นกปรอดดาราศาสตร์ที่ศูนย์ฮาร์วาร์มิ ธ โซเนียนดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่จะทำงานร่วมกับ Boyarsky ที่กล่าวว่าข้อมูลใหม่ทำร้ายกรณีของนิวตริโนหมันแต่งสารมืด . แต่เธอบอกว่าชนิดอื่น ๆ ของอนุภาคสสารมืดสามารถผลิต feebler การปล่อยรังสีเอกซ์ที่อาจอธิบายข้อสังเกตเดรโก "เดรโกเป็นเบาะแสที่ดี แต่ผมเกรงว่ามันจะไม่เป็นข้อสรุปพอที่จะประเมินแหล่งกำเนิดสารมืด" เธอกล่าว "เราได้เห็นสัญญาณในกลุ่มจำนวนมาก." นกปรอดคาดว่าจะแคบลงรายการของรังสีเอ็กซ์เรย์ที่อาจเกิดขึ้นในปีถัดไปหลังจากการเปิดตัว ASTRO-เอช กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่จะสามารถที่จะแยกผลงานของอะตอมโพแทสเซียมจากส่วนที่เหลือของสัญญาณเอ็กซ์เรย์ที่เธอบอกว่า
การแปล กรุณารอสักครู่..

อภิปรายเติบโตมากกว่าว่ารังสี‑ X เป็นเครื่องหมายของสสารมืด
ค้นหาสงสัยบัตรโทรศัพท์ของจักรวาลที่ยากที่สุดเรื่องก็มาว่างเปล่า
หลายวันของกล้องโทรทรรศน์ใช้เวลามองหาเฉพาะรังสีเรืองแสงออกมาจากบริเวณใกล้เคียงดาราจักรแคระกลุ่มดาวมังกรล้มเหลวที่จะเปิดขึ้นใด ๆสัญญาณ สองมหาวิทยาลัย แห่งแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ astrophysicists รายงานออนไลน์ 7 ธันวาคมที่ arxiv .org ค้นหาเช่นเรืองแสงจะเสนอที่น่าสนใจเลยสำหรับเอกลักษณ์ของสสารมืด , มองไม่เห็น , เฉื่อยทำให้มากขึ้นกว่า 80 ร้อยละของจักรวาลก็ตาม ผู้เขียนของการศึกษาว่า การขาดงานของรังสีเอกซ์ในกลุ่มดาวมังกร หนึ่งเรื่องที่มืดที่สุดและควบคุมวัตถุที่รู้จักหมายความว่า นักวิทยาศาสตร์เคยพบเอ็กซ์เรย์ปล่อยอะตอมดวงดาวมากกว่าสสารมืด
ไม่ใช่ทุกคนที่เห็นด้วยกับข้อสรุปของการศึกษา รวมถึงทีมงานที่แตกต่างกันของนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับยาวที่เดรโกสังเกตและทบทวนข้อมูลเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์เหล่านั้น ที่ยังไม่ได้เผยแพร่การวิเคราะห์ของพวกเขากล่าวว่า เขาไม่สามารถออกกฎความเป็นไปได้ว่าสสารมืดก่อให้เกิดรังสีเอกซ์ที่มีด่างที่เกิดจากวัตถุอื่น ๆของจักรวาล นักวิทยาศาสตร์
รู้ว่าสสารมืดหลุดจักรวาลเพราะท่ามกลางหลักฐานอื่น ๆ ภูมิภาคนอกกาแล็กซีหมุนเร็วกว่าที่พวกเขาจะขึ้นอยู่กับการกระจายของกาแล็กซี ' ดาวและก๊าซในความพยายามที่จะระบุอนุภาคที่สร้างสสารมืด นักวิทยาศาสตร์บางคนวิเคราะห์รูปภาพของสสารมืดและภูมิภาค เช่น กลุ่มกาแลคซีแคระที่อุดมไปด้วยและกาแลคซีในการค้นหาของรังสีแกมมา , รังสีเอกซ์ หรือสัญญาณที่ไม่คาดคิดอื่น ๆ ความหวังของพวกเขาคืออนุภาคสสารมืดปล่อยรังสีที่สังเกตได้เมื่อพวกเขาสลายหรือชนกันกับแต่ละอื่น ๆ ( SN ออนไลน์ : 11 / 4 / 14 ) .
นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตุหนึ่งที่มีแนวโน้มสัญญาณในกุมภาพันธ์ 2014 : ระเบิดของรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานของอิเล็กตรอนโวลต์ ประมาณ 3 , 500 อย่างต่อเนื่องที่ปรากฏในชุดของ 73 กาแล็กซี่คลัสเตอร์ กลุ่มอื่นๆที่พบรังสีเอกซ์สตรีมมิ่งจากเพอร์ซีอุสกลุ่มกาแล็กซีแอนโดรเมดา , และศูนย์กลางทาง มิลกี้ด้วย
นักทฤษฎีอย่างรวดเร็ว ชี้ให้เห็นว่าสสารมืดในรูปแบบของการนำเสนอของอนุภาคที่เรียกว่า นิวตริโนเป็นหมันอาจผุและปล่อยรังสีที่พลังงาน " มันน่าตื่นเต้นมาก " กล่าวว่า สเตฟาโน่ โพรฟูโม , ผู้เขียนของกระดาษใหม่ " เราได้รับสัญญาณว่า จับคู่กับ ทำนายว่าสสารมืด "
แต่สสารมืดไม่ได้วิธีเดียวที่จะอธิบาย เอกซ์ - เรย์โพรฟูโมและคนอื่นแย้งว่าเริ่มต้นศึกษาประเมินบทบาทของชนิดของ undark เรื่องเด็ด - อะตอม - โพแทสเซียมที่สามารถปล่อย 3500 EV ยุในเมฆก๊าซกาแล็คซี่ เพื่อชำระปัญหา , ทีมที่นำโดย Alexey boyarsky , นักฟิสิกส์อนุภาคที่ Leiden University ในประเทศเนเธอร์แลนด์ , จ่อ xmm นิวตันกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่เดรโก คนแคระดาราจักรอยู่ประมาณ 270 ,000 ปีแสงออกไป ประกอบด้วยสสารมืด แต่แทบไม่มีโพแทสเซียมแบกแก๊ส
สำหรับการศึกษาใหม่ , โพรฟูโม และเพื่อน jeltema Tesla , ที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของทีม boyarsky , วิเคราะห์ข้อมูลที่มีอยู่ทั่วไป xmm นิวตันข้อมูลพร้อมกับก่อนหน้านี้เดรโกสังเกต พวกเขาไม่พบหลักฐานว่าดาราจักรแผ่ 3500 EV เอ็กซเรย์โพรฟูโมบอกว่าผลของพวกเขาพิสูจน์ว่า ยุในกลุ่ม Galaxy ไม่สามารถได้มาจากการสลายตัวของสสารมืด .
boyarsky เห็นด้วยว่าไม่มีแรงทะลุสัญญาณจากเดรโก แต่เขาบอกว่า เขาไม่มั่นใจว่าข้อมูลที่ออกกฎว่าสสารมืดสูญสลายไปเอ็กซเรย์ เขาคาดว่าจะใช้ความระมัดระวังมากขึ้นในการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมข้อมูลกล้องโทรทรรศน์ขึ้นภายในไม่กี่สัปดาห์ถัดไป .
เอสซ่า นกปรอด นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ฮาร์วาร์ดสมิธโซเนียนศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ ทำงานกับ boyarsky กล่าวว่า ข้อมูลใหม่เจ็บ กรณีแต่งเป็นหมัน neutrinos สสารมืด แต่เธอบอกว่าชนิดอื่น ๆของอนุภาคสสารมืดอาจผลิต feebler ปล่อยรังสีเอกซ์ที่อาจอธิบายเดรโกสังเกต " เดรโกเป็นเบาะแสที่ดีแต่ผมกลัวว่ามันจะไม่ใช่ข้อสรุปพอที่จะประเมินผลิตภัณฑ์ของสสารมืด , " เธอกล่าว " เราได้เห็นสัญญาณในกลุ่มมาก . "
นกปรอดคาดว่าจะแคบลงในรายการของที่มีศักยภาพ emitters เอ็กซ์เรย์ปีหน้า หลังจากการเปิดตัวของ astro-h. ว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศจะสามารถแยกสัดส่วนของโพแทสเซียมอะตอมจากส่วนที่เหลือของสัญญาณ การเอ็กซ์เรย์ เธอกล่าว
การแปล กรุณารอสักครู่..
