一個遠距離星系碰撞的影響可能很快幫助我們找到一種神秘的粒子。
圖解 :太陽系和地球各種各樣的暗物質探測器將體驗額外的暗物質以比「傳統的」暗物質快特別多的速度運動。
全天天體物理學卓越中心（CAASTRO）
我們的太陽系正在通過一個被銀河系吞食的星系，這提升了我們探測到暗物質殘留的可能性。
銀河系和其他星系都在一個廣闊的暈輪里形成，這個暈輪里充滿了看不見的附加質量，這些看不見的附加質量被稱為暗物質，其重量是可見物質的五倍。太陽系圍繞銀河系的運動意味著太陽系會以230km/s的速度通過暗物質暈輪。因此，這些暗物質被我們當作一種高速的「颶風」。
去年，歐洲空間局的蓋亞衛星測量到了這些位於太陽系鄰居的恆星運動。並且，發現了一個以前未知的流，被稱為S1。它被識別為一個矮星系被銀河系吞食之後留下的痕跡。現在，一項在《物理學評論D輯》上發表，由來自西班牙薩拉戈拉大學的夏蘭 奧黑爾領導的研究發現，來自那個星系相當於100億個太陽系質量的暗物質正沿著S1直接向著太陽運動。
這些暗物質應該會以500km/s的速度撞擊太陽和所有地球上的探測器——比標準暗物質風快得多。奧黑爾和他的同事們稱它為一個「暗物質颶風」。
這項研究探索了幾個至今尚不為人知的熱門候選者粒子——組成了暗物質的粒子，用來測試這個颶風將怎樣影響直接探測實驗。
標準情況下假設一個弱相互作用大質量粒子（WIMP），它是質子質量的幾倍乃至數百倍，這個粒子和原子碰撞產生一個可見的原子能反衝。這些是當前的幾種碘化鈉晶體和液化氙探測器的目標。
奧黑爾和同事看到了後者之一——LZ實驗位於美國南達科他州的桑福德地下實驗室，發現如果這個流占了局部暗物質的10%而且粒子質量是質子質量的5倍到25倍，那麼它能在標準風之上被探測出來。
作者寫道，當S1流「打在太陽系臉上」，它的反向旋轉結構將顯著增加暗物質的數量顯現來自相同天空的碎片就像標準暗物質風一樣。的確，它應該生產一個不言而喻的「環」，像建築物一樣圍繞著這個風，這是一種定向型的暗物質探測器，比如跨國公司天鵝座合作組織（CYGNUS collaboration）在未來能輕易地進行探測。
最後，颶風被發現的最引人注目的跡象是外來暗物質粒子的案例被稱為軸子。這些超輕候選者在強烈的磁場前面被轉變為光子。他們正在迅速獲得世界範圍內暗物質獵人們的喜愛。
無論這個難以捉摸的粒子原來是什麼，自從S1的發現，它的發現前景已經提高。奧黑爾和同事們說這個洶湧的颶風將「大幅度」增加暗物質探測的前景。
天文知識
暗物質是物質的一種形式，它被認為大約占宇宙中物質的85%，約占總能量密度的四分之一。大多數的暗物質被認為本質上是非重子的，可能由一些未被發現的亞原子粒子組成。它的存在在各種天體物理學的觀測中都有暗示，包括引力效應，除非更多的物質存在，否則無法通過公認的重力理論解釋它。由於這個原因，大多數專家認為宇宙中的暗物質是豐富的，而且已經對其結構和進化產生了重大影響。暗物質這個詞中之所以有「暗」這個字，是因為它沒有顯現出與可見的電磁輻射有相互作用，比如光。因此，它對全部的電磁光譜都是不可見的，這使得它非常難以被通常的天文設備觀測到。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. cosmosmagazine-罔象
如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除
轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處
