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天空中的600個謎

美國航太總署(NASA)費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Space Telescope)工作團隊最近釋出了第二份由費米上的大面積望遠鏡(Large Area Telescope,LAT)觀測資料整理而出的伽瑪射線源星表,其中1873個伽瑪射線源是已知的,但另外有將近600個伽瑪射線源之前從未被發現過。

伽瑪射線是自然界中能量非常高且劇烈的輻射,通常是由黑洞或大質量恆星爆發產生。伽瑪射線能量之高,一般普通的鏡片根本無法捕捉,所以伽瑪射線望遠鏡與一般光學望遠鏡不同,沒辦法很清晰的聚焦來確認輻射源所在之處。

在這份星表中,約有2/3的輻射源是位在天文學家已知的波霎(脈衝星,快速自轉且磁場甚強的中子星,pulsar)或耀變星(蝎虎座BL型類星體,blazar)等可產生伽瑪射線的天體附近。但有1/3似乎位在天空中沒有什麼會發出伽瑪射線天體的方向上,因此這些伽瑪射線的來源成謎。

費米任務計畫科學家David Thompson表示:這些謎樣的伽瑪射線源可能是以前從未見過的暗物質雲(clouds of dark matter)。宇宙中約有85%具有重力交互作用的質量是不可見的暗物質,我們可觀察到的星系、恆星等天體只佔了15%。這些暗物質並不發光也不散射光,正確的說,沒發出或無法散射用光學望遠鏡或電波望遠鏡可以直接偵測得到的光,所以才有個「暗」字,但它們會與普通物質有重力交互作用,因而能得知它們的存在。不過,這些暗物質很可能可以發出伽瑪射線。

LAT首席研究員Peter Michelson表示:我們利用費米太空望遠鏡搜尋暗物質已經很久了。有些研究人員認為當兩團暗物質的粒子和反粒子(antiparticle)相互衝撞時,會發生「對滅(annihilate)」事件,並放出大量伽瑪射線。因此比較稠密的暗物質雲可能發出在費米可偵測的伽瑪射線波段的輻射。如果在伽瑪射線光譜看到某個特別突起的波峰,即在高能波段看到粒子對滅的能量所對應的一條窄譜線時,那麼將是天文學家首度「捕捉」到暗物質的訊息。所以,這是天文學家們最希望看到的神秘伽瑪射線源成因。

到目前為止,所收集到的訊息還無法合理解釋這些神秘伽瑪射線源的成因。這些天文學家計畫繼續觀測這些神秘的伽瑪射線源。費米太空望遠鏡每3小時可掃視全天一次,所以伽瑪射線可持續累積,提供給研究學者進行有效的分析。

有些天文學家認為星系團合併可能是這些神秘伽瑪射線源的成因之一,因為合併過程中會產生規模非常大的震波,讓星系團中的粒子被加速到極高能的程度而發出伽瑪射線。除了星系團合併之外,也有些天文學家認為一些牽涉到星系級黑洞的新型態現象,或是未發現的波霎、雙星系統或超新星殘骸等,都可能是伽瑪射線源的成因。如果這些提出的概念都能被加以證實,或許可解決絕大部分神秘伽瑪射線源的來源。

資料來源:600 Mysteries in the Night Sky

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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