Hitomi，XMM-Newton和Chandra在暗物质故事中提供了一种新的扭曲

Perseus Galaxy集群的综合图象使用来自NASA Chandra X射线天文台，ESA的XMM-Newton和Hitomi，日本LED X射线望远镜的数据。学分：X射线：NASA / CXO / FABIAN等人;收音机：Gendron-Marsolais等; Nrao / AUI / NSF光学：美国宇航局，SDSS.

来自一组星系集群的X射线数据的创新解释可以帮助科学家满足他们已经追求的追求数十年：确定暗物质的性质。

该发现涉及一套与NASA Chandra X射线天文台，ESA的XMM-Newton和Hitomi制作的一套结果的新解释，这是日本LED X射线望远镜。如果在未来的观察中确认，这可能代表了解宇宙中占85％占宇宙物质的神秘性隐形物质的本质。

“我们预计这一结果将是非常重要的或者奥德总体，”牛津大学约瑟夫·科伦表示，这是新的研究。“当您正在寻找最大的科学中最大问题之一的答案时，我不认为有一个半点。”

这项工作的故事于2014年开始于2014年，当埃斯拉·普尔巴尔（Harvard-Smithsonian Astrophysics）领导的天文学家团队（Harvard-Smithsonian Astrophysics）发现了在Chandra和XMM-Newton在Perseus Galaxy中的热气的非常特殊的能量中的强度飙升簇。

这种尖峰或排放线是3.5千千柱（KeV）的能量。3.5 KeV排放线的强度非常困难，如果不可能以先前观察到的天文物体的预测或预测的特征，因此提出了暗物质的原因。Bulbul及其同事们还报告了使用XMM-Newton的73个其他星系集群的3.5 keV线的存在。

这种暗物质故事的情节加厚，当普尔巴尔的团队提交了一个不同的小组后，由荷兰莱顿大学的Alexey Boyarsky的榜首举办了一个不同的小组，报告了在银河系的XMM-Newton观察中为3.5 kev的排放线的证据M31和Perseus集群的郊区，确认Bulbul等人。结果。

然而，这两个结果是有争议的，其他天文学家随后观察其他物体时检测到3.5 keV线，并且有些未能检测到它。

当特殊旨在观察宇宙源的X射线光谱等X射线光谱中的详细功能时，辩论似乎在2016年在2016年在2016年中得到了解决。

最新的工作表明，在观察Perseus中心的超大分配黑洞的区域时，检测到在3.5keV的能量上的吸收。这表明簇中的暗物质颗粒既吸收和发光X射线。如果新模式证明是正确的，它可以为科学家提供一天，以确定暗物质的真实本质。对于下一步来说，天文学家将需要进一步观察Perseus集群，其他人喜欢它与当前的X射线望远镜以及在未来十年及以后的计划计划。

“人们可能会认为当特米米没有看到我们刚刚在毛巾扔进这条调查中的3.5克维线时，”同学弗朗西斯卡日，也来自牛津。“相反，这就是在任何好故事中，发生了有趣的情节扭曲。”

Conlon和同事指出的是Hitomi望远镜的模糊图像比Chandra多得多，因此其对Perseus集群的数据实际上包括来自两个来源的X射线信号的混合物：热气体的漫反射部分包围大型星系在这个星系中的超大痉挛黑洞附近的集群中心和X射线排放。Chandra的更尖锐的愿景可以将这两个地区的贡献分开。大写这一点，Bulbul等人。通过从它们的分析中除去点来源来隔离来自热气体的X射线信号，包括来自超迹黑洞附近材料的X射线

为了测试这种差异是否重要，牛津团队将在2009年拍摄的珀斯集群中心靠近黑洞的Chandra数据进行了分析。他们发现了一些令人惊讶的事情：赤字的证据而不是3.5 keV的X射线过剩。这表明Perseus中的某些东西在这种精确能量上吸收X射线。当研究人员通过将这种吸收线添加到用Chandra和XMM-Newton看到的热气体的排放线来模拟HITMI光谱时，它们在3.5keV下的X射线的吸收或排放的总结谱中发现了没有证据表明利希米观察。

挑战是解释这种行为：当在远离黑洞的较大角度观察热气时观察相同能量时，检测X射线光的吸收。

事实上，这些行为是由学员与光学望远镜的恒星和云的天文学家熟知的。来自气体云包围的星光的光通常显示当特定能量的星光被气体云中的原子吸收时产生的吸收线。吸收将原子从低电平踢到高能量状态。原子随着特定能量的光而迅速滴回到低能量状态，但是在所有方向上重新发射光，在特定能量下产生净光的光 - 在观察到的光谱中恒星。相反，在远离恒星的方向上观察云将仅检测特定能量的再发射或荧光，这将显示为排放线。

牛津队在他们的报告中表明了暗物质颗粒可能类似于原子的两个能量状态，其中两个能量态分开3.5 keV。如果是，则可以在靠近黑洞的方向的角度观察时观察3.5keV的吸收线，以及当在远离黑洞的大角度看簇热气时，发射线。

“这不是一个简单的画画，但我们可以找到一种方法来解释来自Perseus的不寻常的X射线信号，并揭示了关于暗物实的暗示实际情况，”尼古拉斯·詹宁斯，也是牛津。

为了写下这个故事的下一章，天文学家将需要进一步观察Perseus集群和其他人喜欢它。例如，需要更多的数据来确认倾角的现实并排除更平凡的可能性，即我们在3.5keV的能量下具有意外的乐器效果和统计上不太可能浸入X射线的统计学上不太可能的组合。Chandra，XMM-Newton和Future X射线任务将继续观察群集以解决暗物质的谜团。

描述这些结果的论文于2017年12月19日在物理审查D中发表，并在线提供预印刷品。本文的其他共同作者是牛津的Sven Kripmendorf和Markus Rummel。NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

PDF纸本副本：HITEUS的HITOMI，XMM-NEWTON和CHANDRA 3.5 KEV数据的一致性