Möglich dunkle Materie Signal entdeckt

(ISNS)--eine scheinbare Signal aus der Mitte unserer Galaxie könnte nachweislich die Physiker lange, für die dunkle Materie gesucht haben, die mysteriöse Substanz gedacht, um die fehlende Masse im Universum darstellen.

Auf dem gerade abgeschlossenen internationalen Fermi Symposium in Monterey, Kalifornien, konnten die Forscher aber auch nicht völlig ausschließen, dass ein Problem mit ihrem Teleskop der unerwarteten Energiesignatur verursacht.

Rund 80 Prozent der Materie im Universum ist unsichtbar, und seit Jahrzehnten Wissenschaftler haben auf der Suche nach einer Erklärung. Im April Wissenschaftler erste sah, was der Heilige Gral der Astrophysik, eine scheinbare Signal von Teilchen der dunklen Materie sein könnte.

Physiker untersuchen Daten von der NASA Fermi Gamma-Ray Space Telescope fanden eine unerwartete Spike in sehr energiereichen Teilchen des Lichts, bekannt als Gamma-Ray Photonen, Zentrum der Galaxie aus. Mehrere unabhängige Teams haben da die Daten analysiert und verschiedene Erklärungen angeboten, aber niemand hat noch in der Lage, endgültig zu sagen, wenn was sie sehen, ist ein dunkler Materie Signal oder einen Fehler im Teleskop.

"Ich bin ziemlich sicher, dass wir nicht, doch wissen", sagte Eric Charles, ein Physiker an der Stanford University und Mitglied des Fermi-Teleskop-Teams. "Wir haben keine gute Kalibrierung Signal an jene Energien."

Mögliche Signal begeistert Astrophysiker, weil es scheint zu passen gut mit einer der führenden Theorien von was dunkler Materie besteht. Die meisten Physiker denken, dass der Grundbaustein der dunklen Materie eine möglichst ist-noch unentdeckte Art von Teilchen "schwach wechselwirkende massive Teilchen" oder WIMP genannt. Es nicht mit Licht, zu interagieren, so ist es völlig unsichtbar.

Allerdings könnte eine Kollision von zwei WEICHEIER energiereiche Lichtteilchen produzieren. Wissenschaftler vermuten, dass die Teilchen der dunklen Materie ihre eigenen Antiteilchen sein könnte. Nach der Theorie wenn zwei Teilchen der dunklen Materie mit einander in Berührung kommen würde sie vernichten einander und schaffen ein paar hochenergetische Photonen, die sein können, was das Fermi-Teleskop erkennt.

"Es ist genau, was Sie erwarten würde, [für] Photonen aus dunkler Materie, kommen", sagte Stefano Profumo, ein Astro-Teilchen-Physiker an der University of California, Santa Cruz, seine eigene unabhängige Überprüfung der Forschung schrieb. "Ich glaube nicht, dass alle [bekannte] astrophysikalische Vorgänge, die nachahmen konnte sehen wir in den Daten gibt."

Die Signale sind verlockend, aber gibt es noch viele verweilenden Fragen, was sie sind oder ob sie tatsächlich vorhanden sind.

"Die Antwort ist wirklich, dass wir nicht wissen," sagte Dan Hooper aus Fermi National Accelerator Laboratory in Illinois. Er sagte, er sei geneigt zu glauben, dass was das Teleskop sah das Ergebnis eines Fehlers oder Unvollkommenheit in das Teleskop selbst war. "Ich bin nicht sicher, dass es entscheidend ist, sondern dass ist was meine Instinkte sagen mir."

Wissenschaftler auf dem Symposium auch bezweifelt, daß das Signal aufgrund eines unbekannten Problems mit dem Teleskop ist.

Charles wies darauf hin, dass sie auch einen Anstieg der Gamma-Strahlen mit einer Wellenlänge gesehen haben, wenn das Teleskop am Rande der Erde, vom galaktischen Zentrum gerichtet war.

Kosmische Strahlung, die Erdatmosphäre zu bombardieren machen eine vorhersagbare, Verteilung von Energie auch dem Wissenschaftler verwenden, um die Instrumente auf dem Fermi-Teleskop zu kalibrieren. Jedoch hält eine unerwartete Spike auf dem Niveau der Energie als die galaktischen Signal zeigt sich jedes Mal, wenn sie das Teleskop auf der Erde Horizont zeigen.

"Das ist besorgniserregend", sagte Charles, hinzufügen, dass ein Hinweis auf eine Instrumentierung-Problem sein könnte. Das Teleskop hält Photonen mit einer identischen Energie von 130 Milliarden Elektronenvolt oder GeV, mehr als 500 Millionen Mal mehr Energie als ein Photon des grünen Lichts messen. Noch mehr verwirrend, zeigt nicht das Signal, wenn das Teleskop überall darauf hingewiesen wird, aber auf der Erde und das Zentrum der Milchstraße.

Ein anderer Forscher am NASA berichtete, Andrea Albert an der Ohio State University, verarbeitet die Daten Korrektur für mögliche Strahlenschäden zum Teleskop und festgestellt, dass die Linie leicht verschoben und abgeblendet. Die statistische Signifikanz wurde reduziert und statt einem sprunghaften Anstieg bei 130 GeV, die Spitze ist bei 135 GeV.

"Es nicht völlig ausgeschlossen ist,", sagte Albert. "Wir haben Grund, besorgt und verdächtige darüber eine dunkle Materie-Linie zu sein."

Woher das Signal kommt, hat auch viel Kontrolle sammelte. Schwerkraft sollte dunklen Materie in der Mitte der Galaxie ziehen. Doch scheint das Signal von ein paar Grad von der Mitte Weg zu kommen.

Kanishka Rao, ein Physiker an der University of California, Irvine, verteidigt den Fall für die dunkle Materie durch die Berechnung, dass gab es noch eine 20-prozentige Chance, die das Signal aus der Mitte kommen konnte.

"Es ist statistisch konsequent, dass selbst wenn Sie eine dunkle Materie-Halos in der Mitte haben, Sie immer noch ein Signal, die von der Mitte abweicht sehen können, da gibt es so wenige Photonen", sagte Rao.

Sein Team fand auch Beweise dafür in den Daten von einer zweiten, dimmer Spitze vom galaktischen Zentrum. Er sagte das zweite Signal, bei 110 GeV, wäre auch eine dunkle Materie Entdeckung entsprechen. Wenn zwei Weicheier miteinander kollidieren, besteht die Möglichkeit auch, dass eine Kollision mit einem Dritten, bekannt als eine Z-Boson Teilchen entstehen würden, raubt ein wenig Energie von einem der beiden Photonen.

Wissenschaftler haben bereits begonnen und arbeitet an neuen Wegen zu testen, um festzustellen, ob die Signale sind. Fermi ist schon mehr Daten sammeln, und verarbeitet und irgendwann im nächsten Jahr veröffentlicht werden soll. Darüber hinaus soll das High Energy Stereoscopic System-Teleskop in Namibia im Jahr 2013 der gleichen Region des Himmels betrachten.

Mike Lucibella ist Co-Autor für innen Wissenschaft-News-Service.

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