宇宙最亮爆炸或为暗物质轴子首现?

   时间:2025-01-10 19:35 来源:天脉网作者:唐云泽

在宇宙的深处,一场前所未有的恒星爆炸事件震撼了科学界。这颗位于24亿光年之外的恒星,在其生命的最后时刻,绽放出比以往任何记录都要耀眼的光芒,并在其核心坍缩成黑洞的过程中,释放出一次被称为GRB 221009A的伽马射线爆发。

GRB 221009A不仅是一次宇宙中的壮丽奇观,更是一个科学谜团。据观测,这次爆发的能量高达18太电子伏特,打破了伽马射线暴能量记录的新高,也因此赢得了“BOAT”的绰号,即有史以来最亮的伽马射线暴。然而,这一惊人发现却引发了科学家们的困惑。

意大利国家天体物理研究所(INAF)的乔治·加兰蒂领导的研究小组对GRB 221009A的数据进行了深入分析。他们发现,根据现有的宇宙模型,在大型高空空气簇射天文台(LHAASO)的探测数据中,理论上不应该出现能量超过10太电子伏特的光子。这些高能光子在穿越星系之间的微弱光(河外背景光)时,应该会被其他高能光子强烈吸收。

面对这一难题,科学家们开始探索可能的解释。他们提出了一种假设:如果类轴子粒子存在,那么整个谜团或许就能迎刃而解。类轴子粒子是弦理论所预测的一种神秘粒子,被认为是构成宇宙中大部分质量的暗物质的主要候选者之一。这些粒子在外部磁场的作用下,可以对天体物理源产生光谱和偏振效应。

在GRB 221009A的案例中,科学家们认为,光子与轴子样粒子的相互作用可能发生在宿主星系、河外空间以及银河系中。这种相互作用部分减少了河外背景光对高能光子的吸收,从而解释了LHAASO能够探测到GRB 221009A及其观测到的光谱的原因。这一发现不仅为解释GRB 221009A的超高能光子提供了新的视角,还可能为暗物质的探测打开新的窗口。

暗物质一直是宇宙学中最令人困惑的问题之一。尽管我们已经探测到了大量的正常物质,如恒星、气体、黑洞等,但宇宙的引力却远远超出了这些物质的解释范围。因此,科学家们推测,宇宙中可能存在着大量的暗物质,其质量甚至可能占到宇宙总质量的85%。

轴子作为暗物质的一个领先候选者,一直备受科学家们的关注。这些假设的粒子行为有点像中微子,不与正常物质相互作用,因此很难被直接探测到。然而,它们的行为却可能像暗物质一样,对宇宙的结构和演化产生重要影响。因此,科学家们一直在努力寻找轴子存在的证据。

加兰蒂和他的同事们此前已经在遥远的耀变体中发现了类似轴子的粒子的证据。这次,GRB 221009A为他们提供了一个新的实验室,用于进一步探索轴子的性质和行为。根据他们的研究,光子与轴子之间的相互作用可能使星系间空间对高能光更加透明,从而解释了LHAASO能够探测到高达18太电子伏的光子的原因。

尽管这一发现为暗物质的探测提供了新的线索,但科学家们仍需进行更多的研究来证实这一结论。然而,这一发现无疑为科学家们探索宇宙的奥秘提供了新的视角和工具。随着研究的深入,我们或许能够揭开暗物质的神秘面纱,进一步理解宇宙的本质和结构。

 
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