事件视界望远镜的 M87 数据排除了特定质量范围内轴子粒子的可能性

aγfa 为特征,源自 SMBH M87 的 EHT 偏振观测值⋆ . 图片来源:自然天文学(2022)。 DOI: 10.1038/s41550-022-01620-3″ width=”685″ height=”459″>
轴子-光子耦合的 95% 可信能级上限(绿色),以 c ≡ 2πgaγfa 为特征,源自 SMBH M87⋆ 的 EHT 偏振观测。 学分:自然天文学(2022)。 DOI: 10.1038/s41550-022-01620-3

隶属于中国多个机构和两个德国机构的一组研究人员发现,事件视界望远镜 (EHT) 的数据排除了黑洞 M87 周围特定质量范围内轴子粒子的可能性。 在他们发表在《自然天文学》杂志上的论文中,该小组描述了他们对最近从 EHT 获得的数据的分析,以及它所显示的偏振方向随时间变化的变化。

轴子在 1970 年代首次被提出来解释为什么宇宙中的反物质如此之少。 这些粒子也被理论上认为是暗物质的一部分。 不幸的是,没有人能够证明它们的存在。 相反,物理学家继续寻找它们存在的间接证据。 在这项新的努力中,研究人员研究了另一种理论观点——认为轴子应该在黑洞周围的云层中形成。 直到最近,科学家们才能够检验这一理论,因为他们还没有从黑洞发出的偏振光图像。 去年,当 EHT(全球射电望远镜网络)捕捉到黑洞 M87 的图像并将其发布以供其他研究人员使用时,情况发生了变化。

理论表明,黑洞周围云中的轴子应该改变来自云的那部分的光的偏振——应该有一个摆动。 这项新工作的研究人员分析了来自 EHT 的数据,寻找这样的摆动。 但要做到这一点,他们必须过滤掉其他也可能导致摆动的材料。 一旦完成,他们发现剩余的一点摆动排除了云中超轻轴子的可能性。 他们使用的技术也可以应用于寻找其他黑洞周围的轴子状粒子,例如银河系中心的黑洞——它恰好是 EHT 即将到来的目标之一。