發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)新方法：觀察與恒星碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊波
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：雖然暗物質(zhì)在宇宙中應(yīng)該普遍存在，但事實(shí)上它很難被發(fā)現(xiàn)。暗物現(xiàn)在，質(zhì)新珠海金灣（按摩SPA上門(mén)服務(wù)）按摩vx《365-2895》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)研究人員提出了一種有趣的觀察新方法來(lái)發(fā)現(xiàn)它：尋找暗物質(zhì)“小行星”與恒星碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊波。
由于不反射、恒星不吸收、碰撞不發(fā)射光線，時(shí)產(chǎn)生因此暗物質(zhì)很難被觀察到。沖擊但是發(fā)現(xiàn)方法科學(xué)家們非常肯定它的存在，因?yàn)樗_實(shí)通過(guò)其巨大的暗物引力影響與光和常規(guī)物質(zhì)相互作用。這影響了恒星和其他天文物體的質(zhì)新運(yùn)動(dòng)，并由此計(jì)算出宇宙中的觀察暗物質(zhì)應(yīng)該比常規(guī)物質(zhì)多五倍。
在一項(xiàng)新的恒星研究中，來(lái)自 SLAC 國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和巴黎薩克雷大學(xué)的碰撞研究人員提出了一種全新的方法來(lái)探測(cè)宇宙中的暗物質(zhì)。該團(tuán)隊(duì)說(shuō)，時(shí)產(chǎn)生當(dāng)暗物質(zhì)穿過(guò)恒星時(shí)，珠海金灣（按摩SPA上門(mén)服務(wù)）按摩vx《365-2895》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)它將產(chǎn)生獨(dú)特的信號(hào)，可以被望遠(yuǎn)鏡接收到。
探測(cè)暗物質(zhì)的部分挑戰(zhàn)是它的許多特性仍然未知，包括組成它的粒子的質(zhì)量。在這項(xiàng)研究中，研究小組專注于質(zhì)量相當(dāng)于一顆小行星的團(tuán)塊。
該研究的作者 Kevin Zhou 在接受 Phys.org 采訪時(shí)說(shuō)：“大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都在尋找由獨(dú)立粒子組成的暗物質(zhì)，每個(gè)粒子的重量與原子核差不多，或者質(zhì)量與行星或恒星差不多的團(tuán)塊。我們對(duì)小行星大小的暗物質(zhì)的中間情況感興趣，這被認(rèn)為是很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試的，因?yàn)榘敌⌒行翘币?jiàn)了，不會(huì)影響地球，但是太小了，在太空中看不到”。
如果它們存在，這些暗物質(zhì)小行星預(yù)計(jì)會(huì)偶爾穿過(guò)天體，而這可能是它們最終暴露自己的方式。該團(tuán)隊(duì)說(shuō)，當(dāng)暗物質(zhì)小行星以超音速急速穿過(guò)一顆恒星時(shí)，它將產(chǎn)生沖擊波。當(dāng)這些波到達(dá)恒星的表面時(shí)，它將產(chǎn)生一個(gè)短暫的光學(xué)、紫外線和X射線的信號(hào)，可以被望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到。
相關(guān)報(bào)道：NASA提出了一種可直接觀察到暗物質(zhì)影響的方法
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：銀河系的圖片顯示，數(shù)十億顆恒星以螺旋狀排列并從中心向外輻射，其中間有發(fā)光的氣體。但我們的眼睛只能瞥見(jiàn)支撐我們銀河系的表面。我們銀河系約95%的質(zhì)量是看不見(jiàn)的，它們不會(huì)跟光發(fā)生作用。其是由一種叫做暗物質(zhì)的神秘物質(zhì)構(gòu)成，這種物質(zhì)從來(lái)沒(méi)有被直接測(cè)量過(guò)。
現(xiàn)在，一項(xiàng)新研究計(jì)算了暗物質(zhì)的引力如何影響我們太陽(yáng)系的物體，其中包括航天器和遙遠(yuǎn)的彗星。另外，它還提出了一種方法，即暗物質(zhì)的影響可以通過(guò)未來(lái)的實(shí)驗(yàn)直接觀察。這篇文章發(fā)表在《Monthly Notices of Royal Astronomical Society》上。
“我們預(yù)測(cè)，如果你在太陽(yáng)系中走得足夠遠(yuǎn)，那么你實(shí)際上有機(jī)會(huì)開(kāi)始測(cè)量暗物質(zhì)的力量，”這項(xiàng)研究報(bào)告的論文共同作者和NASA首席科學(xué)家辦公室的顧問(wèn)Jim Green說(shuō)道，“這是關(guān)于如何做以及我們?cè)谀睦镒龅牡谝粋€(gè)想法。”
我們后院的暗物質(zhì)
在地球上，我們星球的引力使我們不會(huì)從椅子上飛起來(lái)，而太陽(yáng)的引力會(huì)使我們的星球按365天的時(shí)間表運(yùn)行。但航天器離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，它對(duì)太陽(yáng)引力的感受也就越少，但對(duì)另一種引力來(lái)源的感受則越多：來(lái)自銀河系其他地方的物質(zhì)的引力，這主要是暗物質(zhì)。跟對(duì)銀河系暗物質(zhì)含量的估計(jì)相比，我們銀河系1000億顆恒星的質(zhì)量是微不足道的。
為了了解暗物質(zhì)在太陽(yáng)系中的影響，研究的論文第一作者Edward Belbruno計(jì)算了“星系力”，即正常物質(zhì)跟整個(gè)星系的暗物質(zhì)相結(jié)合的整體引力。他發(fā)現(xiàn)，在太陽(yáng)系中，約45%的力量來(lái)自暗物質(zhì)，55%來(lái)自正常的、所謂的 “重子物質(zhì)”。這表明太陽(yáng)系中的暗物質(zhì)和正常物質(zhì)的質(zhì)量大致各占一半。
普林斯頓大學(xué)和耶希瓦大學(xué)的數(shù)學(xué)家和天體物理學(xué)家Belbruno說(shuō)道：“我對(duì)太陽(yáng)系中感受到的暗物質(zhì)導(dǎo)致的星系力的貢獻(xiàn)相對(duì)較小感到有點(diǎn)驚訝。這可以解釋為大部分暗物質(zhì)都在我們銀河系的外圍并遠(yuǎn)離我們的太陽(yáng)系。”
一個(gè)被稱為暗物質(zhì)“光環(huán)”的大區(qū)域環(huán)繞著銀河系，其代表著銀河系暗物質(zhì)的最大集中。暈中幾乎沒(méi)有正常物質(zhì)。研究人員支出，如果太陽(yáng)系位于離銀河系中心更遠(yuǎn)的地方，它將感受到銀河系中更大比例的暗物質(zhì)的影響，因?yàn)樗鼘⒏拷滴镔|(zhì)光環(huán)。
暗物質(zhì)可能如何影響航天器
根據(jù)這項(xiàng)新的研究，Green和Belbruno預(yù)測(cè)，暗物質(zhì)的引力會(huì)跟NASA派出的所有航天器在通往太陽(yáng)系外的路徑上發(fā)生輕微的互動(dòng)。
Belbruno說(shuō)道：“如果航天器在暗物質(zhì)中移動(dòng)的時(shí)間足夠長(zhǎng)，它們的軌跡就會(huì)被改變，這對(duì)于某些未來(lái)任務(wù)的任務(wù)規(guī)劃來(lái)說(shuō)是非常重要的。”
這樣的航天器可能包括分別于1972年和1973年發(fā)射的退役的先驅(qū)者10號(hào)(Pioneer 10)和先驅(qū)者11號(hào)(Pioneer 11)、已經(jīng)探索了40多年并進(jìn)入星際空間的旅行者1號(hào)(Voyager 1)和旅行者2號(hào)(Voyager 2)探測(cè)器、已經(jīng)飛過(guò)冥王星和柯伊伯帶的Arrokoth的新視野號(hào)(New Horizons)飛船。
但這是一個(gè)微小的影響。在行駛了數(shù)十億英里之后，由于暗物質(zhì)的影響，像先驅(qū)者10號(hào)這樣的航天器的路徑只會(huì)偏離大約5英尺（1.6米）。“他們確實(shí)感受到了暗物質(zhì)的影響，但它是如此之小，我們無(wú)法測(cè)量它，”Green說(shuō)道。
銀河系的力量在哪里占據(jù)優(yōu)勢(shì)？
在距離太陽(yáng)一定距離時(shí)，銀河系的力量變得比由正常物質(zhì)構(gòu)成的太陽(yáng)的拉力更強(qiáng)大。Belbruno和Green計(jì)算出，這種轉(zhuǎn)變發(fā)生在約3萬(wàn)個(gè)天文單位或說(shuō)是地球到太陽(yáng)距離的3萬(wàn)倍。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了冥王星的距離，但仍在奧爾特云內(nèi)，這是一個(gè)由數(shù)百萬(wàn)顆彗星組成的蜂群，圍繞著太陽(yáng)系，延伸到10萬(wàn)個(gè)天文單位。
這意味著暗物質(zhì)的引力可能在像奧陌陌這樣的天體的軌跡中發(fā)揮了作用，這顆雪茄狀的彗星或小行星來(lái)自另一個(gè)恒星系統(tǒng)，曾在2017年穿過(guò)了內(nèi)太陽(yáng)系。研究人員們指出，其異常快的速度可以用暗物質(zhì)的引力對(duì)其進(jìn)行數(shù)百萬(wàn)年的推動(dòng)來(lái)解釋。
如果在太陽(yáng)系外圍有一顆巨大的行星，即科學(xué)家近年來(lái)一直在尋找的被稱為Planet 9或Planet X的假想天體，暗物質(zhì)也會(huì)影響其軌道。Green和Belbruno寫(xiě)道，如果這顆行星存在，暗物質(zhì)也許甚至可以把它從科學(xué)家目前正在尋找的區(qū)域推開(kāi)。暗物質(zhì)也可能導(dǎo)致一些奧爾特云彗星完全逃離太陽(yáng)的軌道。
暗物質(zhì)的引力可以被測(cè)量嗎？
為了測(cè)量太陽(yáng)系中暗物質(zhì)的影響，航天器不一定要走那么遠(yuǎn)。Green和Belbruno說(shuō)，在100個(gè)天文單位的距離內(nèi)，一個(gè)擁有正確實(shí)驗(yàn)的航天器可以幫助天文學(xué)家直接測(cè)量暗物質(zhì)的影響。
具體來(lái)說(shuō)，一個(gè)配備有放射性同位素動(dòng)力的航天器可能能夠進(jìn)行這種測(cè)量，這種技術(shù)使先驅(qū)者10號(hào)和11號(hào)、旅行者號(hào)和新地平線號(hào)能飛離太陽(yáng)很遠(yuǎn)。這樣一個(gè)航天器可以攜帶一個(gè)反射球并在一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x上將其扔下。球?qū)⒅桓惺艿姐y河系的力，而航天器除了銀河系的力之外，還將經(jīng)歷來(lái)自其動(dòng)力系統(tǒng)中衰變的放射性元素的熱力。減去熱力后，研究人員可以觀察銀河系力跟球體和航天器各自軌跡的偏差之間的關(guān)系。當(dāng)兩個(gè)物體相互平行飛行時(shí)，這些偏差將可以用激光進(jìn)行測(cè)量。
一個(gè)名為星際探測(cè)器(Interstellar Probe)的擬議任務(wù)概念--旨在前往距離太陽(yáng)約500個(gè)天文單位的地方探索那個(gè)未知的環(huán)境--則是這種實(shí)驗(yàn)的一種可能性。
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