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 A mysterious gamma-ray stream comes from the Milky Way's center. Could dark matter have something to do with it?

神秘的伽马射线流从银河系中心而来。暗物质可能与此有关吗?

Space.com2026年6月21日 12:00

天文学上最为热议的谜团之一将继续延续,因为新的研究未能排除自湮灭暗物质作为来自银河系中心的伽马射线发射源。被称为银河中心过量的伽马射线光晕,从我们银河的核心延伸出数千光年,这种高能光线在过去十多年中让研究人员困惑不已。尽管已经提出了几种可能的银河中心过量的解释,包括一种快速旋转的中子星群体,称为脉冲星,但其中一种最为常见的解释是一种特定类型的暗物质粒子。暗物质是神秘的物质,占宇宙物质的85%。由于它不与光或由原子组成的“普通”物质相互作用,它实际上是不可见的。这一事实导致提出了许多可能的暗物质候选粒子,包括一些会自我湮灭的粒子。这类似于电子与其反物质对应物(正电子)相遇时发生的情况。两者相互湮灭,释放能量进军宇宙。对于自湮灭暗物质而言,这些粒子将是它们自己的反粒子,这意味着当它们相互作用时,它们会湮灭并释放伽马射线作为能量。考虑到暗物质的质量是普通物质的五倍,人们可能会期待这种湮灭是持续发生的,充满宇宙伽马射线,但是这种模型中暗物质很少与自己相互作用。因此,暗物质湮灭仅在这种神秘物质在像银河核心这样的区域中密集聚集时才是一个因素。不幸的是,研究银河系的中心确实相当具有挑战性。“解释信号尤其困难,因为银河中心是伽马射线天空中异常明亮和拥挤的区域,”团队成员、维也纳大学研究员弗洛里安·利斯特在一份声明中说道。为了调查湮灭暗物质是否确实能够解释银河中心过量,利斯特和同事们转向了基于超过一百万个模拟伽马射线观测数据训练的机器学习工具。先前类似的方法指出相对明亮且未解析的光源可能是银河中心过量的潜在来源。然而,这项新研究表明,这些点光源,包括脉冲星,将会非常微弱,这对倾向于将湮灭暗物质视为这些伽马射线原因的科学家们来说是个好消息。因为,尽管之前的研究表明仅有几百个脉冲星就足以解释银河中心过量,但这些发现表明,银河系中心的脉冲星数量必须超过35,000个。“我们的新分析表明,这些光源必须是如此微弱,以至于几乎无法与自湮灭暗物质预期的发射区分开来,”拥有劳伦斯伯克利国家实验室的科学家团队成员尼克·罗德表示。尽管这项研究可能使暗物质作为合理解释继续留在游戏中,但它远不能确认这种神秘物质的湮灭是银河中心过量的来源。“银河中心过量的起源是天体物理学上持续讨论的最长时间之一,”利斯特表示。“我们的工作并未显示暗物质对信号负责。然而,这表明现在排除这种可能性还为时已早。”该团队的研究于2月5日星期四在《物理评论快报》上发表。罗伯特·莱亚是英国的一名科学记者,其文章曾在《物理世界》、《新科学家》、《天文学杂志》、《太空一切》、《新闻周刊》和《ZME科学》上发表。他还为爱思唯尔和《欧洲物理杂志》撰写科学传播相关的文章。罗伯特获得了英国开放大学的物理学与天文学学士学位。可以在推特上关注他 @sciencef1rst。

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