銀河系中微弱的光芒可能是暗物質的痕跡
暗物質這個古老的謎團——被認為是將星系粘在一起的隱形膠水——剛剛得到了現代的線索。
科學家們表示，由於新的模擬表明，在這種難以捉摸的材料的存在上，他們可能更接近於證實其中心發出微弱的光芒。 銀河系 它可能是人們長期尋找的暗物質特徵。
研究結果表明 銀河系中心附近的暗物質 它可能不會像科學家長期以來認為的那樣形成一個完美的球體。相反，它看起來是扁平的，幾乎呈蛋形，這種形狀與美國宇航局費米伽馬射線太空望遠鏡觀察到的神秘伽馬射線的模式非常相似。
這是基於 2008 年的研究，當時費米首次發現了寬闊、渾濁的輝光 銀河核附近的高能光跨越約7000光年。該信號比現有模型所能解釋的要亮得多。
一些科學家認為，這些射線可能是看不見的暗物質粒子的副產品，稱為 WIMP （弱相互作用大質量粒子的縮寫）相互碰撞並湮滅。其他人則認為它們來自被稱為毫秒脈衝星的快速旋轉的恆星遺跡——古老的、快速旋轉的中子星， 發射輻射線 就像宇宙種子一樣。
脈衝星理論是有道理的，因為伽馬射線輝光看起來扁平且蓬鬆，就像銀河系一樣 中央充滿星星的區域。如果暗物質存在於發光的背後，科學家們預計會出現更柔和、更圓的圖案。
穆魯和他的團隊決定對這兩個想法進行測試。他們利用強大的超級計算機重現了銀河系的形成過程，包括數十億年來與較小星系的猛烈碰撞和合併。研究人員發現，這些暴力事件對暗物質在銀河系核心的分佈方式留下了深刻的“指紋”。
當考慮到這一複雜的歷史時，模擬的暗物質暈不再呈現球形。新研究報告稱，它呈現出扁平的雞蛋狀形狀，與費米觀察到的伽馬射線發射模式相匹配。
“我們證明暗物質也有這種扁平的形狀，”穆魯說。 “所以它與（伽馬射線）過剩的匹配比之前預期的要好得多。”
這一發現表明，暗物質可能仍然是銀河系神秘光芒背後的有力競爭者。但這並不能完全排除脈衝星的存在，研究人員說。研究小組得出結論，這兩種可能性現在“基本上無法區分”。
如果過量確實是由暗物質碰撞引起的，這將標誌著第一個間接證據表明弱相互作用粒子（暗物質的主要候選者）確實存在。
最終答案可能會在 2020 年代末期到來，屆時切倫科夫望遠鏡陣列天文台（CTAO）開始從智利和西班牙的兩個地點掃描天空。研究人員表示，該設施將能夠以比費米高得多的分辨率觀測伽馬射線，這可能有助於他們區分具有較高能量的脈衝星群和它們湮滅的低能量暗物質粒子。
穆魯補充說，對繞銀河系運行的較小矮星系進行伽馬射線觀測可以進一步測試這兩種可能性，這些矮星系的核心也含有密集的暗物質。
“這就是我們希望測量信號的地方，”穆魯說。 “我們真的很期待這些觀察結果。”
科學家們確信暗物質就在那裡。毫無疑問，探索它仍然是現代物理學中最令人沮喪和令人興奮的挑戰之一。
“出於某種原因，我們仍然無法解決這個問題，”穆魯說。 “我認為這個謎團讓它變得更加有趣。”
結果詳細記錄在 紙 10 月 16 日發表在《物理評論快報》雜誌上。
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