天文学家如何利用脉冲星观测暗物质证据

天文学家如何利用脉冲星来观测暗物质的证据

天文学家利用宇宙中的“时间守护者”——脉冲星，探测到了潜在暗物质物体的诱人证据。这些脉冲星是旋转并发射出类似灯塔般的无线电波束的中子星，被用来识别神秘的隐藏质量。

脉冲星之所以得名，是因为它们以非常规律的间隔发送电磁辐射，从毫秒到秒不等，使它们成为极为精确的时间守护者。

该研究背后的天文学家约翰·洛塞科教授表示：“科学已经发展出非常精确的测量时间的方法，在地球上我们有原子钟，在太空中我们有脉冲星。虽然引力减缓光速已知已有一个多世纪的时间，但迄今为止应用得很少。”

洛塞科教授观察到了脉冲星时间的变化和延迟，表明无线电波束正在绕过脉冲星和望远镜之间某个看不见的质量浓度旋转。

他认为这些不可见的质量可能是暗物质物体的候选者。

洛塞科教授对电波脉冲的到达时间进行了研究，这些时间通常精度在纳秒级。他在帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA）的调查数据发布中搜索了沿着无线电脉冲路径的信息。

这个持续进行的项目利用来自七个不同无线电望远镜的数据，包括Effelsberg、Nançay、Westerbork、Green Bank、Arecibo、Parkes和Cheshire的Lovell望远镜。

这些脉冲的频率大约每三周观测一次。

由于暗物质导致的到达时间偏差具有明确定义的形状，并且与其质量成正比，因此在65颗“毫秒脉冲星”的精密数据中发现了大约一打看似与暗物质相互作用的事件。

洛塞科教授说：“我们利用地球运动、太阳运动、脉冲星运动，甚至暗物质运动的事实。我们观察到达时间的偏差，这是由于我们正在观察的质量与我们‘时钟’脉冲星的视线距离发生改变造成的。”

太阳大小的质量可以产生大约10微秒的延迟。洛塞科教授的观测具有纳秒级的分辨率，比这还要小10000倍。

“其中一个发现表明，大约有20%太阳质量的扭曲，”洛塞科教授说。“这个物体可能是暗物质的候选者。”

他还确认，这项研究的一个副作用是它改善了脉冲星时间数据样本。这个精密样本已被收集用于寻找低频引力辐射的证据。

暗物质对象向这些数据添加了“噪音”，因此识别并去除它们将清除一些变异的样本，消除其他搜索引力辐射期间的这种噪音。

洛塞科教授说：“暗物质的真实性质是一个谜。”“这项研究为我们揭示了关于暗物质的性质及其在银河系中的分布的新信息，并且可能提高了精密脉冲数据的准确性。”