
暗物質是宇宙學最大奧祕之一,最近新研究表明我們似乎忽略暗物質對宇宙的微妙化學作用:在銀河系中心發生無法解釋的化學反應,幕後推手很可能是種新類型暗物質。
銀河系中心有塊存在大量電離氣體、稱為中心分子區(Central Molecular Zone,CMZ)的區域,其中包含巨大帶正電氫雲,數十年來對科學家來說都是未解謎題,宇宙射線通常是電離氣體的主因,但銀河中心似乎沒有足夠強大射線能解釋我們觀察到的高電離數據,究竟是什麼東西扮演恆定且充足的能量來源,不斷將帶負電的電子從原子內擊出?
過去認為真實性最高的暗物質粒子是大質量弱相互作用粒子(WIMP),最近一篇新研究指出,一種質量遠低於 WIMP 的新型暗物質粒子,可能是電離銀河系中心大量氣體的幕後推手。
自湮滅特性
研究人員表示,這些微小暗物質粒子一旦兩兩相遇就會自湮滅(Annihilation),於過程產生新電子-正電子對並提供電離氣體的能量,如此可以解釋為何銀河系中央區域存在如此多電離氣體。
團隊進一步分析新類型暗物質質量落在 sub-GeV 範圍,比質子輕,且與其他暗物質候選者不同的是,新暗物質能直接影響星際介質並以額外電離結果凸顯自身存在,且其電離速率完全符合已知的限制條件,未與現有伽馬射線、宇宙微波背景(CMB)觀察結果相矛盾。
若新暗物質是 CMZ 電離主因,那它將為暗物質帶來另一條全新研究道路,不只透過重力效應檢測,而是觀察其對銀河系氣體的微妙化學影響、從而如何塑造銀河系結構。
- Mysterious phenomenon at the heart of the Milky Way could point to new dark matter suspect. ‘We may have been overlooking its subtle chemical effects on the cosmos.’
- Mysterious phenomenon at center of galaxy could reveal new kind of dark matter
(首圖來源:pixabay)