Астрофизики пришли на шаг ближе к пониманию происхождения слабое свечение гамма-лучей, освещающих ночное небо. Они обнаружили, что этот свет ярче в регионах, которые содержат много вещества и затемнитель, где материя реже — корреляции, который может помочь им сузить свойства экзотических астрофизических объектов и невидимой темной материи.
Свечение, известное как неразрешенные гамма-фона, проистекает из источников, которые настолько далекий и слабый, что исследователи не могут идентифицировать их по отдельности. Однако, тот факт, что в местах, где эти гамма-лучи исходят совпадают с где масса находится в далекой Вселенной может быть ключевой частью головоломки в определении этих источников.
«Фон-это сумма много чего «там», которые производят гамма-лучи. Имея возможность измерять впервые ее соотношение с гравитационное линзирование — крошечные искажения изображений далеких галактик произведено распределение материи, помогает нам расхлебывать их», — сказал Симоне Ammazzalorso из Туринского университета и Национального института ядерной физики (INFN) Италии, который Co-вел анализ.
В исследовании использовались один год данных от темного энергетического обследования (ДЭС), который принимает оптические изображения неба, и девять лет данных от гамма-излучения космического телескопа Ферми, который отмечает, космические гамма-лучи, в то время как она вращается вокруг Земли.
«Что действительно интригующим является то, что связь мы измеряли не полностью соответствует нашим ожиданиям», — сказал Пановский сотрудник Дэниэл Груэн из Кавли Институт астрофизики частиц и космологии (KIPAC) на кафедре энергетики ускорителе SLAC Национальной ускорительной лаборатории и Стэнфордского университета, кто вел анализ на ДЕЗ сотрудничестве. «Это может означать, что мы должны скорректировать наши существующие модели для объектов, которые испускают гамма-лучи, или он может намекнуть на другие источники, такие как темная материя.»
Исследование было принято сегодня для публикации в письма в ЖЭТФ.
Два чувствительных глаз на небе
Гамма-излучения, наиболее энергичная Форма света, выпускается в широком спектре космических явлений, часто весьма жестоким, например, взрывающихся звезд, плотных нейтронных звезд, вращающихся на высоких скоростях и мощных пучков частиц, стрельба из активных галактик, чьи центральные сверхмассивные черные дыры поглощают материю.
Еще один потенциальный источник-это невидимая темная материя, которая, как считается, составляют 85 процентов всей материи во Вселенной. Она может производить гамма-лучи, когда частицы темной материи встретиться и уничтожить друг друга в пространстве.
В Большой Телескоп уголок (лат) на борту космического аппарата Ферми сильно чувствительный «глаз» для гамма-излучения, и ее данные дают подробную карту источников гамма-излучения в небе.
Но когда ученые вычесть все источники, которые они уже знают, их действий является далеко не пустым; в нем еще содержится гамма-фона, яркость которого изменяется от региона к региону.
«К сожалению, гамма-лучи не имеют метки, что бы сказать нам, откуда они пришли», — сказала Грюн. «Вот почему мы нуждаемся в дополнительной информации, чтобы разгадать их происхождение».
Вот где де приходит. С его 570-мегапиксельной камеры темной энергии, установленный на Виктора М. Бланко 4-метрового телескопа в Сьерро-межамериканская обсерватория Тололо в Чили, он фиксирует изображения из сотен миллионов галактик. Их точные формы рассказывают исследователи, как гравитационное притяжение материи преломляет свет во Вселенной-это эффект, который проявляется как крошечные искажения в изображения галактики, известный как слабое гравитационное линзирование. Основываясь на этих данных, исследователи дес создать самые детализированные карты еще материи в космосе.
В новом исследовании ученые накладывается Ферми и де карт, который показал, что две не самостоятельны. Неразрешенные гамма-фона происходит более интенсивно в регионах с более и менее интенсивным в регионах с меньшим вопросом.
«Сам результат не удивителен. Мы ожидаем, что есть еще гамма Рэй производственных процессов в регионах, которые содержат больше вещества, и по нашим прогнозам это соотношение на некоторое время», — сказал Николао Fornengo, один из руководителей Ammazzalorso в Турине. «Но теперь нам удалось в самом деле обнаруживать эту связь в первый раз, и мы можем использовать его, чтобы понять, что вызывает гамма-фон».
Потенциальный намек на темную материю
Одним из наиболее вероятных источников для гамма-лучевое свечение очень далеких блазаров — активных галактик со сверхмассивными черными дырами в их центрах. Как черные дыры проглотить окружающее вещество, они выбрасывают высокоскоростной струи плазмы и гамма-лучей, что, если самолеты показывали на нас пальцем, обнаружены космическим аппаратом Ферми.
Блазары будет самое простое предположение, но новые данные говорят о том, что простое население блазары может быть недостаточно, чтобы объяснить наблюдаемые корреляции между гамма-лучами и массового распространения, говорят исследователи.
«По сути, наши модели для выбросов от блазаров может достаточно хорошо объяснить низкоэнергетические части корреляции, но мы видим отклонения высокоэнергетических гамма-лучей», — сказала Грюн. «Это может означать несколько вещей: это может означать, что мы должны улучшить наши модели для блазары или, что гамма-лучи могут поступать из других источников».
Один из этих источников может быть темная материя. Ведущая теория предсказывает таинственные вещи, состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц, или слабаки, которые могли бы уничтожить друг друга во вспышке гамма-лучей, когда они сталкиваются. Гамма-лучи от определенного вещества-богата поэтому космические регионов могут возникнуть из-за этих взаимодействий частиц.
Идея искать гамма-подписи уничтожающая слабаков не нова. За последние годы ученые искали их в различных местах, как считается, содержат большое количество темной материи, в том числе и в центре Млечного Пути, а Млечный Путь спутника галактики. Однако эти поиски не дали идентифицировать темную материю сигналы еще. Новые результаты могут быть использованы для дополнительных поисков, которые проверяют слабак гипотезы.
Планирование следующих шагов
Хотя вероятность того, что измеренная корреляция-это всего лишь случайный эффект только примерно один из тысячи, исследователям необходимо больше данных для окончательного анализа.
«Эти результаты, соединяя впервые наши карты гамма-излучения и материи, очень интересные и имеют большой потенциал, но на данный момент связь все еще относительно слаб, и приходится интерпретировать данные тщательно», — сказал директор KIPAC риса Векслера, который не участвовал в исследовании.
Одним из основных ограничений данного анализа является объем доступной линзирования данные, сказал Грюн. «С данными от 40 миллионов галактик, ДЕЗ уже отодвинули это на новый уровень, и поэтому мы смогли сделать анализ в первую очередь. Но нам нужно еще лучше замеры», — сказал он.
Его следующий релиз данных des обеспечит линзирования данных на 100 миллионов галактик, и в будущем крупного синоптического исследовательского телескопа (исследованию LSST) будет выглядеть на миллиарды галактик в большой области неба.
«Наше исследование демонстрирует, с фактическими данными, которые мы можем использовать соотношение между распределением вещества и гамма-лучей, чтобы узнать больше о том, что вызывает гамма-фона», — сказал Fornengo. «С больше данных des, исследованию LSST сети и другие проекты, как космический телескоп Евклид на горизонте, мы сможем пойти гораздо глубже в понимании потенциальных источников».
Тогда, ученые могли бы сказать, если некоторые из этих гамма-лучей свечение исходит из темной материи самоуничтожения.
Де-это международный проект с более чем 400 ученых из 25 учреждений в 7 стран, которые собрались вместе, чтобы провести обследование. Части проекта, были профинансированы Управлением образования науки и Национального научного фонда. Космический телескоп гамма-луча Ферми НАСА является международной и межведомственной космической обсерватории. В ходе анализа использовались данные Ферми-лат, которые были публично опубликованы международным широта сотрудничестве.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!