우주에서 가장 밝고 강력한 빛인 감마선이 하늘을 가로 질러 인간의 눈에는 보이지 않습니다. 이 에너지가 폭발적으로 발생하면 초신성 폭발이 일어나고 충돌하는 중성자 별이 튀어 나오며 배고픈 블랙홀에서 분출됩니다.
천문학 자들이 감마선 망원경으로 그들을 잡을 수있을 때,이 보이지 않는 불꽃은 우주에서 가장 폭발적인 구조물 중 하나를 가리 킵니다. 현재 국제 연구팀은이 강력한 광선이 암흑 물질로 알려진 보이지 않는 물질 인 훨씬 더 이질적이고 더 어려워 질 수 있기를 희망합니다.
Physical Review Letters 저널에 게재되고 프리 프린트 데이터베이스 arXiv에 자세히 소개 된 새로운 연구에서 연구원들은 그들이 "해결되지 않은 감마선 배경", 즉 모든 희미하고 신비한 감마선이라고 불리는 것을 조사했습니다. 블랙홀 및 초신성과 같은 알려진 소스 이후 남은 신호가 설명됩니다. 연구팀은 해결되지 않은 감마선지도를 우주의 같은 부분에있는 물질 밀도지도와 비교했을 때, 암흑 물질이 숨겨 질 것으로 예상되는 중력이 큰 영역과 정확하게 정렬되어 있음을 발견했습니다.
연구 공동 저자 인 다니엘 그루 엔 (Daniel Gruen)에 따르면이 상관 관계는 암흑 물질이 우주의 희미한 감마선 배경에 큰 영향을 줄 수 있다고 암시합니다. 이 경우 천문학 자에게 신비한 물질의 성질에 대한 중요한 단서를 줄 수 있습니다.
캘리포니아 스탠포드 대학 (Stanford University)의 SLAC 국립 가속기 연구소 (National Accelerator Laboratory)의 천체 물리학자인 그루 엔 (Gruen)은“암흑 물질은 방사성 핵처럼 붕괴되어 감마선을 생성 할 수있다. "아마도 여러 암흑 물질 입자가 충돌하여 상호 작용하면서 감마선을 생성합니다."
어둠 속에서 파문
암흑 물질은 우주 질량의 약 85 %를 구성하는 것으로 생각되지만, 연구자들은 여전히 그 위치와 위치에 대해 긍정적이지 않습니다. 현대 과학 기기에는 전혀 보이지 않지만 물건은 성공적으로 감지되지 않았습니다.
"우리는 암흑 물질의 성질을 알고있다"고 Gruen은 말했다. "우리는 그것이 매우 흔하다는 것을 알고 있으며 다른 질량과 중력 적으로 상호 작용하는 질량을 가지고 있음을 알고 있습니다."
다시 말해 암흑 물질은 보이지 않지만 강력한 중력을 통해 우주에 가시적 인 영향을 미칩니다. 이러한 영향 중 하나를 중력 렌즈라고합니다. 본질적으로 먼 은하계의 빛이 지구를 향하여 지나가는 거대한 물체의 중력에 의해 어떻게 왜곡 되는가.
새로운 연구를 위해 연구원들은 DES (Dark Energy Survey)라는 프로젝트에 의해 컴파일 된 우주의 특정 덩어리에서 중력 렌즈의지도를 살펴 보았습니다. 칠레의 거대한 망원경에 장착 된이 탐사 전용 카메라는 1 억 년 동안 은하의 고화질 이미지를 찍는데 1 년을 보냈는데, 중력 주머니에서 멀리 떨어진 빛이 가장 잘 보이지 않는 곳에 초점을 맞추었다. 결과지도에서 가장 큰 지역 중 일부는 알려진 은하에 해당하지만 다른 무거운 주머니는 직장에서 암흑 물질의 숨겨진 영향을 나타낼 가능성이 있다고 Gruen은 말했다.
그 영향이 어떻게 보이는지 더 잘 이해하기 위해 연구원들은이 질량지도를 지난 9 년간 NASA의 Fermi 감마선 망원경으로 같은 지역에서 감지 된 감마선 방출량 맵과 비교했습니다. 이 팀은 수학적 모델을 사용하여 에너지 출력, 거리 및 기타 다양한 요소를 기반으로 블랙홀 및 초신성과 같은 "일반적인"소스와 결부 될 수있는 모든 방사선을 제거했습니다.
이제 미확인 된 "해결되지 않은"감마선 소스 만 남겨두고 두지도를 비교했습니다. 그들은 높은 감마선 방사선 영역과 질량이 많은 영역 사이에 분명한 중복을 보았습니다.
"이것은 우리가 감마선이 많은 곳에 암흑 물질도 많이 있다는 것을 확신 한 첫 번째 연구입니다."라고 Gruen은 말했습니다.
암흑 물질이 실제로 감마선을 방출하는 경우, 그것이 어떻게 감지되고 실제로 만들어지는 것을 심각하게 좁힐 수 있습니다. 그러나 페르미지도의 희미한 감마선 배경은 암흑 물질과 아무런 관련이 없다고 Gruen은 말했다. 연구자들이 감마선 방출의 "일반적인"원인을 제거하는 데 사용했던 수학적 모델 (예 : 블랙홀)은 해당 객체의 속성에 대한 몇 가지 가정을 기반으로합니다. 이러한 가정이 잘못되면 원거리 블랙홀이 원인 일 수 있습니다. 연구원들이 설명했던 것보다 훨씬 더 신비한 감마선 배경.
Gruen은“모델이 불완전 할 수 있으며 아마도 우리는 이러한 감마선 방출 블랙홀에 대해 실제로 배우고있을 것”이라고 말했다. "아마도이 블랙홀은 우리가 생각했던 것보다 더 큰 은하에 살고 있습니다."
감마선과 중력 렌즈에 대한 더 많은 데이터는 팀이 모델을 연마하고 우주지도를 더 잘 해석하는 데 도움이됩니다. 이 연구의 결론 이후, DES는 우주의 질량 분포에 대해 6 배 더 많은 정보를 수집했으며 FERMI 위성은 감마선 폭발을 추적하는 많은 망원경 중 하나입니다. 그루 엔은 향후 몇 년 안에 더 명확한 결과를 보여주는 후속 연구가 이어질 것이라고 말했다.
