科学家研究银河系伽马射线,或为暗物质存在提供线索

一条明亮的弥散伽马射线带,标志着银河系的中心平面
美国宇航局费米伽马射线太空望远镜显示有一条明亮的弥散伽马射线带,标志着银河系的中心平面。(图源:NASA/路透社)

科学家通过研究银河系中心附近的伽马射线辉光,可能更接近于证实暗物质的存在。这项研究分析了暗物质粒子碰撞和毫秒脉冲星两种假说,认为两者均可能解释该现象。

据《物理评论快报》周四(10月16日)发表的研究,科学家通过费米伽马射线空间望远镜观测到银河系中心约7000光年范围内存在伽马射线过量现象,这一区域距离地球约2.6万光年。暗物质被认为占宇宙质量的27%,不吸收、不反射也不发射光线,其存在主要通过引力效应推测。普通物质仅占宇宙的5%,而暗能量约占68%。

研究提出两种解释伽马射线过量的假说:一种认为是由聚集在银河系中心的暗物质粒子碰撞湮灭产生的伽马射线;另一种认为是由毫秒脉冲星,一种每秒旋转数百次的致密中子星发射的伽马射线。最新分析通过高级模拟评估两种假说,认为两者可能性相当。研究作者、约翰霍普金斯大学及巴黎索邦大学天体物理研究所的约瑟夫·西尔克表示,暗物质假说与伽马射线数据的契合度至少与脉冲星假说相当,提升了间接探测暗物质的可能性。

研究指出,智利正在建设的切伦科夫望远镜阵列天文台,全球最强大的地面伽马射线望远镜,预计2026年投入使用,或能通过区分伽马射线来源提供答案。塔尔图大学及莱布尼茨天体物理研究所的首席作者穆里茨·米赫凯尔·穆鲁(Moorits Mihkel Muru)表示,尽管数十年来科学家通过引力效应推测暗物质存在,但尚未直接探测到暗物质粒子。

暗物质粒子被认为在碰撞时完全湮灭,产生伽马射线作为副产物,而银河系被认为由暗物质和普通物质的引力坍缩形成。然而,伽马射线辉光也可能由数千个未被观测到的毫秒脉冲星集体发射产生,费米望远镜已确认此类物体为伽马射线源。