銀河系奇怪的伽馬射線輝光畢竟可能是暗物質

銀河中心過剩（GCE）是一次巨大的伽馬射線爆發，圍繞銀河系核心延伸數千光年。研究人員對其起源提出了幾種可能的解釋。

一種可能性是暗物質的自我湮滅，暗物質是一種假設的物質形式，構成了宇宙的大部分質量，但從未被直接探測到。另一個主要的解釋涉及大量毫秒脈衝星，即快速旋轉的中子星，發出高能量輻射。

儘管經過多年的研究，科學家尚未就訊號產生的原因達成共識。

「該訊號特別難以解釋，因為銀河中心是伽馬射線天空中非常明亮且擁擠的區域，」該研究的作者、維也納大學的研究員弗洛里安·李斯特（Florian List）解釋道。

機器學習補充了缺失的部分

先前的統計分析普遍支持脈衝星的解釋。然而，這些研究忽略了一個重要的資訊來源：偵測到的每個伽馬射線光子的能量。

為了解決這個限制，研究團隊開發了一種學習系統，經過超過一百萬次模擬伽馬射線觀測的訓練。此方法首次同時評估訊號的空間分佈和單一光子的能量。

研究人員表示，結合光子能量數據會顯著改變結果。

早期的研究表明，訊號來自相對明亮的光源，通常稱為點源。新的分析表明，如果是這些點源造成的，那麼它們的強度應該會非常弱。

研究作者、勞倫斯伯克利國家實驗室科學家尼克·羅德 (Nick Rodd) 表示：“我們的新分析表明，這些來源應該非常微弱，以至於它們與暗物質湮滅時預期的發射幾乎無法區分。”

這些發現也對脈衝星的解釋提出了挑戰。研究表明，如果毫秒脈衝產生輝光，那麼至少 35,000 個此類脈衝應該聚集在銀河系中心。這遠遠超過了一些早期研究中假設的數百或數千個來源。

暗物質仍然活躍

「銀河系中心過剩的起源是天文物理學中持續時間最長的爭論之一，」弗洛里安·李斯特說。 “我們的工作並沒有表明暗物質是產生該信號的原因。然而，這表明現在排除這種可能性還為時過早。”

新的結果推翻了反對暗物質解釋的最有力的論點之一。雖然該研究沒有提供暗物質正在產生伽馬射線輝光的直接證據，但它確實表明暗物質仍然是合理的可能性。

目前，銀河系中心過剩的來源仍然未知，這確保了天文學上最持久的謎團之一仍然存在。