約翰·霍普金斯大學的科學家在長期探索暗物質存在的過程中可能發現了一條有希望的線索。
多年來，天文學家一直對銀河系中心附近微弱、瀰漫的伽馬射線輝光感到困惑。這種神秘光的來源尚不確定，主要有兩種可能性：它可能來自暗物質粒子的碰撞，或來自快速旋轉的中子星（稱為毫秒脈衝星）。
根據 10 月 16 日發表的一項新研究 體檢信今天，這兩種解釋似乎同樣合理。如果發現過量的伽馬輻射不是來自老恆星，那麼它可能是暗物質真實存在的第一個明確證據。
“暗物質主宰著宇宙，並將星系維繫在一起。這非常重要，我們一直在思考如何探測它，”合著者約瑟夫·西爾克（Joseph Silk）說，他是約翰·霍普金斯大學的物理學和天文學教授，也是巴黎天體物理學大學的研究員。 “伽馬射線，特別是我們在銀河系中心觀察到的多余光線，可能是我們的第一個線索。”
為了探究這個謎團，絲綢和一個國際科學家團隊使用先進的超級計算機模型來繪製暗物質可能存在於銀河系中的位置，首次深入了解銀河系的早期歷史和演化。
銀河系現在基本上是一個獨立的系統，幾乎沒有物質流入或流出。然而，在最初的十億年裡，它吸收了許多富含暗物質的小星系，這些星系合併形成了它的結構。隨著暗物質粒子向星系核聚集並集中，它們碰撞的可能性增加。
當團隊將這些更真實的相互作用納入他們的模型時，所得的模擬結果與美國宇航局費米伽馬射線太空望遠鏡對伽馬射線的實際觀測結果相匹配。
這些匹配的地圖形成了三個證據，表明銀河系中心的伽馬射線過剩可能源自暗物質。暗物質粒子碰撞產生的伽馬射線會產生與現實世界中看到的相同的信號和相同的特性，但研究人員表示這並不是決定性的證據。
重新賦能、快速旋轉的老中子星發出的光（稱為毫秒脈衝）也可以解釋現有伽馬射線的映射、測量和信號特徵。但研究人員表示，這種毫秒脈衝星理論並不完美。為了使這些計算有效，研究人員必須假設毫秒脈衝星的數量比他們觀察到的要多。
答案可能會隨著名為切倫科夫望遠鏡陣列的新型巨型伽馬射線望遠鏡的建造而出現。研究人員認為，來自具有測量高能信號能力的高分辨率望遠鏡的數據將幫助天體物理學家打破這一悖論。
研究小組正在計劃一項新的實驗，以測試這些銀河系伽馬射線是否是高能、毫秒脈衝，還是暗物質碰撞的低能產物。
“在我看來，一個明確的信號就是一把燃燒的槍，”西爾克說。
與此同時，研究人員將致力於預測在銀河系周圍的幾個選定的矮星系中哪裡可以找到暗物質。一旦他們的預測被繪製出來，他們就可以將其與高分辨率數據進行比較。
“我們有可能會看到新的數據並證實一種理論而不是另一種理論，”西爾克說。 “或者也許我們什麼也找不到，在這種情況下，這將是一個更大的謎團需要解開。”
拿鑰匙
- 銀河系中心發出奇怪的伽馬射線光，科學家們正在努力解開其背後的秘密。
- 一個主要理論是暗物質粒子碰撞並釋放短暫的伽馬射線爆發，這可以解釋輝光。
- 研究人員利用強大的超級計算機重現了銀河系的形成過程，以預測此類碰撞產生的暗物質和伽馬射線信號將出現在哪裡。
- 模擬地圖與望遠鏡的真實數據相匹配，表明發光可能來自暗物質相互作用，儘管仍需要更多證據來證實這一點。
