第一颗星揭示了重区和暗物质之间的可能相互作用

A，21-cm-过渡亮度温度T21（Millikelvin）的二维切片（厚度为3mpc）的宇宙的模拟体积，其侧面为384mpc（全长共同移动）。我们考虑z= 17（= ν78.9MHz），其中该模型（用1 σ= 81020cm2和×暗−物粒子质量mχ= 0.3gev）达到其最大全球21cm吸收深度为−504MK（大致匹配最可能的观察到value5）。该天体物理模型基于半数值模拟15（参见方法）。空间21厘米信号模式由重新组合之前的早期宇宙演进中的左右左侧的左右暗物质的相对速度确定，并假设在相同的模拟体积中，在相同的模拟体积中，假设绝热初始密度波动），由其RMS标准化−值为29km S1AT 1+Z= 1,010。Rennan Barkana，Nature，Doi：10.1038 / Nature25791

根据一项研究，由亚利桑那州立大学的贾德德·州大学教授领导的天文学家队的贾德德·鲍曼教授造成意外地偶然地跌跌撞了“暗物质”，同时尝试通过无线电波信号检测宇宙中最早的恒星本周发表于自然界。

这些信号致命暗物质的想法是基于本周发表的第二种自然纸张，由Tel Aviv大学Rennan Barkana教授，这表明该信号是早期宇宙正常品质和暗物质之间的相互作用证明。根据Barkana教授的说法，该发现提供了第一种直接证明，暗物质存在，并且它由低质量粒子组成。

由新颖的无线电望远镜录制的信号，叫边缘，达到大爆炸后的1.8亿年。

宇宙是由什么制成的

“暗物质是解锁宇宙所做的谜团的关键，”Tau的物理学和天文学学院天体物理学部负责人Barkana教授。“我们对构成地球，太阳和其他恒星的化学元素有所了解，但宇宙中的大部分事情都是看不见的并且被称为”暗物质“。从强大的重力推断出暗物质的存在，但我们不知道它是什么样的物质。因此，暗物质仍然是物理学中最伟大的奥秘之一。

“要解决它，我们必须及时旅行。天文学家可以及时看到，因为它需要光临时间来联系我们。我们在八分钟前看到了太阳，而宇宙中的非常遥远的第一颗星在地球上看起来像是过去数十亿年的地球。“

鲍曼和同事教授报告了以78兆赫兹的频率检测到的无线电波信号。观察轮廓的宽度主要与期望一致，但它们也发现它具有比预测的更大幅度（对应于更深的吸收），表明原始气体比预期更冷。

巴克纳教授表示，气体通过氢气与寒冷，暗物质的相互作用冷却。

在观察到的频率（在Megahertz）中示出了全局平均的21厘米亮度温度T21（IN IN MILLIKELVIN），在顶部显示相应的值ν为1+Z的值。我们使用三种模型（有关其形状的讨论方法）的一些空间（有关它们的形状），其中：1 =σ 81020cm2and×−mχ= 0.3gev（红色;大致匹配最有可能的观察到峰值吸收σ的值）; ×1− = 31019cm2和mχ= 2gev（绿色）; AND1σ = 11018CM2和×−Mχ= 0.01GeV（蓝色）。这些模型假定的天体物理参数以方法给出。在没有重音暗物质散射的情况下，相应的21厘米信号被示出为短虚线曲线。还示出了比较（棕色长虚线）是对未来暗年龄的标准预测，假设没有Bary-暗物物质散ν射为<33MHz（匹配该范围内的所有短虚线曲线）和最低的全球21厘米信号在没有Bary-暗物物质散射的每个红移，无论使用的天体物理参数（ν适用于> 33MHz）。Rennan Barkana，Nature，Doi：10.1038 / Nature25791

“调整”到早期宇宙

“我意识到这种令人惊讶的信号表明了两个演员的存在：第一颗星和暗物质，”巴纳教授说。“宇宙中的第一颗星打开了无线电信号，而暗物质与普通物质相撞并将其冷却下来。冷热材料自然地解释了强大的无线电信号。“

物理学家预计任何这种暗物质颗粒都会很重，但发现表示低质量颗粒。基于无线电信号，Barkana教授辩称，暗物粒子不比几个质子群体重。“独自的洞察力有可能重新定位寻求暗物质的暗示，”巴纳教授说。

曾经在早期宇宙中形成的恒星，预计它们的光被渗透到原始氢气，改变其内部结构。这将导致氢气从宇宙微波背景中吸收光子，在21cm的比波长下，在无线电频率下印刷签名，该频谱应该在200megahertz以下的无线电频率下观察到。除了出现意外的吸收深度之外，观察匹配这种预测。

巴卡纳教授预测，暗物质产生了可以用大量无线电天线检测的无线电波的非常具体的图案。一个这样的阵列是世界上最大的无线电望远镜的SKA，现在正在建设中。“与SKA这样的观察结果将确认第一颗恒星确实揭示了暗物质，”巴纳教授的教授。

出版物：Rennan Barkana，第一个星星透露的Baryons和暗物颗粒之间的可能互动，“自然，第555页，第71-74页（2018年3月01日）Doi：10.1038 / Nature25791