何十年もの間、天体物理学者は、ある種の目に見えない暗黒物質が銀河に浸透し、それらをまとめているに違いないと考えてきましたが、その性質は謎のままです.現在、3 人の物理学者が、空に空っぽの斑点が観測されたことから、この奇妙な物質について考えられる 1 つの説明が除外されたと主張している。しかし、データはそのようなことを示していないと主張する人もいます.
ミシガン大学アナーバー校の天体素粒子物理学者で研究著者のベンジャミン・サフディは、「コミュニティのほとんどの人にとって、これで話は終わりだと思います」と述べています。しかし、カリフォルニア大学アーバイン校の理論物理学者である Kevork Abazajian は、新しい分析には大きな欠陥があると述べています。 「正直に言うと、これは私が見た中で最悪のデータ選択の 1 つです」と彼は言います。未発表の研究では、別のグループが空の同様のパッチを見て、サフディを逃した無菌ニュートリノのまったく同じ兆候を見ました.
天体物理学者は、各銀河が、桃の穴のような暗黒物質の巨大な塊、つまり「ハロー」内に形成され、存在すると考えています。目に見えない物質の重力は、中の星が空の空間に飛び散るのを防ぎます。理論物理学者は、太陽や原子炉から噴出するニュートリノと呼ばれる、ほぼ質量がなく、かろうじて検出可能な亜原子粒子のいとこに近い、暗黒物質を構成する可能性のある多数の仮想粒子を夢見てきました。暗黒物質を構成する粒子は、仮想的な「無菌」ニュートリノであり、より重く、とらえどころのないものです。通常のニュートリノは原子核と相互作用できます。無菌ニュートリノは他のニュートリノとのみ相互作用し、通常のニュートリノがニュートリノ混合と呼ばれるプロセスを通じて無菌ニュートリノに変形するときに発生します。
無菌ニュートリノが暗黒物質を構成している可能性があるという考えは、2014 年に後押しされました。近くの銀河と私たち自身の天の川の中心の観測により、3.5 キロ電子ボルト (keV) の特定のエネルギーを持つ X 線のかすかな輝きが明らかになりました。 7 keV の質量を持つ無菌ニュートリノが銀河に浸透した場合、その輝きが予想されます。ごくまれに、無菌ニュートリノが通常のニュートリノと X 線に崩壊し、そのエネルギーは無菌ニュートリノの質量の半分に等しくなります。
しかし、天文観測の新しい分析は、証拠となる輝きが暗黒物質に由来するものではないことを示している、と Safdi と同僚は今日 Science に報告している .彼らは、遠く離れた銀河からではなく、1999 年に欧州宇宙機関によって打ち上げられた X 線宇宙望遠鏡である XMM-Newton によって撮影された 4000 以上のアーカイブ画像で、星の間の空白の空からデータを調べました。私たち自身の銀河が無菌ニュートリノの広大な雲の中にあるとすれば、望遠鏡はその雲を通して覗き込んでいるに違いありません。また、星の間の空も 3.5 keV の X 線でかすかに輝いているはずです。
サフディのチームは、そのような輝きの兆候を発見しませんでした.ノーショーは、遠方の銀河の輝きが暗黒物質から来ているのではなく、熱いガスなどのより普通の源から来ていることを示唆しています、とサフディは言います.
ライデン大学の宇宙素粒子理論家であるアレクセイ・ボヤルスキーは納得していません。 「この論文は間違っていると思います」と彼は言います。ボヤルスキーは、2018 年に彼と彼の同僚が XMM-Newton からの画像を使用して同様の未発表の分析を行い、空の空から 3.5 keV の輝きを見たと言います。>
2 つのグループが同じデータを見て、どのように反対の結論に達するのでしょうか?違いはその方法にある、とボヤルスキーは言います。私たちの銀河系は薄い電離ガスで満たされているため、空は X 線を放出します。この X 線は、暗黒物質からの寄与がなくても、特定のエネルギーとしてピークに達することがあります。 XMM-ニュートン望遠鏡自体も、特定のエネルギーで光り、X 線を放出することができます。また、いくつかの X 線は、私たちの銀河系の外からも来ます。暗黒物質からの 3.5 keV の輝きを見るために、研究者はそれらのバックグラウンドの寄与からそれをふるいにかけなければなりません。
これを行うために、Boyarsky と同僚は、XMM-Newton が検出できる X 線エネルギーのスペクトル全体を分析し、バックグラウンド全体をモデル化し、それをデータから差し引いた。ボヤルスキー氏によると、重要なことは、彼のチームが 3.3 keV と 3.7 keV の既知のピークを削除して、原因不明の 3.5 keV ピークを明らかにしたことです。 Safdi は、彼のチームが別のアプローチをとったと言います。アトム スマッシャーで開発された統計的手法を借りて、各画像のスペクトルを個別に分析し、はるかに狭い範囲のエネルギーのデータのみを分析しました。
しかし、そのエネルギー範囲は、チームが探しているピークよりもはるかに広くはないと、アバザジアンは言います. Boyarsky は、Sadfi と彼のチームが他の 2 つのバックグラウンド ピークを取り除かなかったため、3 つの重なり合うピークによって作成されたプラトーを平坦なスペクトルと間違えた可能性があると付け加えています。
そうではない、とサフディは言う。彼のチームは、他のピークを差し引いてエネルギー ウィンドウを広げても、結果が変わらないことを発見しました。 3.5 keV のピークが存在する場合、彼のチームのより洗練された技術がそれを明らかにしただろうと彼は言います。
ボヤルスキーは、彼の空の分析を公開しようとしていると言います。物理学雑誌は、十分に「興味深い」ものではないと言って、それを断った、と彼は言う。今、彼はそれをScienceに提出すると言っています . 「出版されても構いませんが、査読してもらいたいです」と彼は言います。 「彼らはそれが面白くないとは言えません。」
