太空中探测到神秘辉光 或因暗物质自我湮灭

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/11/gce.jpg有证据表明，从银河系中心发出的奇怪伽马射线辉光，可能是长期以来寻找的暗物质粒子相互湮灭的特征。
一项涉及类银河系模拟的新研究表明，从该区域发出的神秘且无法解释的额外伽马辐射，由暗物质湮灭导致的可能性与毫秒脉冲星相当，且暗物质假设甚至可能略占优势。
约翰霍普金斯大学的天体物理学家约瑟夫·丝绸表示：“暗物质在宇宙中占主导地位，将星系维系在一起。其影响极为重大，我们一直在拼命思考如何探测到它。伽马射线，特别是我们在银河系中心观测到的过量光线，可能是我们的首个线索。”
这种被称为“银河系中心GeV过量辐射（GCE）”的伽马射线辉光，自2009年通过美国宇航局费米伽马射线空间望远镜的数据发现以来，一直困扰着天文学家。银河系中心的某种物质正在产生宇宙中最高能形式的光，但无论这种物质是什么，天文学家尚未确定。
主要有两个候选对象。其中之一是暗物质，这是宇宙中额外引力的神秘来源，无法用构成我们能直接探测到的一切的普通物质来解释。我们不知道暗物质是什么，但一个假设的候选者是弱相互作用大质量粒子（WIMPs）。科学家预测，当WIMPs与其反粒子碰撞时，它们会相互湮灭，在不同粒子的簇射中爆发，包括伽马射线光子。
另一个候选对象是毫秒脉冲星。这些是处于生命周期末期的中子星，由大质量恒星坍缩的核心形成，该恒星在超新星爆发中喷射出了大部分物质。使中子星成为脉冲星的是其极快的旋转。在旋转时，它会发射出射电波、粒子和辐射束，包括X射线和伽马射线。随着这些射束扫过，脉冲星看起来就像在脉冲。
天文学家尚未探测到可能导致GCE的脉冲星群体，但有方法缩小可能性范围。在银河系核球（银河系中心的泡状区域）中，应该包含脉冲星的老年恒星群体似乎形成一个X形状，而先前研究表明银河系的暗物质晕是球形的。
这些分布会对GCE的形状产生不同影响。如果罪魁祸首是毫秒脉冲星，GCE应看起来呈箱形，而暗物质起源会产生更球形的形状。根据不同解释，费米数据表明GCE具有明显的箱形分布。
由德国波茨坦莱布尼茨天体物理研究所的宇宙学家莫里茨·米凯尔·穆鲁领导的研究人员，想知道这种箱形是否能将暗物质湮灭从GCE候选对象列表中排除。
他们使用超级计算机对银河系的演化历史进行模拟，绘制暗物质的密度和分布，并与用作毫秒脉冲星代理的老年恒星分布进行比较。该团队没有模拟湮灭随时间如何增加，而是专注于当前的暗物质结构及其预计的伽马射线信号。
这些模拟结果均从约8千秒差距（太阳系到银河系中心的距离）的距离观测，以便它们看起来就像我们在当前观测位置所看到的那样。
他们发现，由于银河系与其他星系长期的合并历史，暗物质晕可能并非完美圆形，而是略有扁平。当投影到银河系的天图上时，这会产生来自暗物质湮灭的箱形伽马射线辉光。
这表明扁平形状不一定是毫秒脉冲星的特征，同样可能是暗物质的结果。
研究人员在论文中写道：“基于形态、光谱和强度，GCE的暗物质湮灭和毫秒脉冲星这两种假设同样合理，鉴于观测到的毫秒脉冲星数量不足，暗物质假设在最后一个属性上可能略占优势。”
同样需要注意的是，一些观测揭示了GCE中存在略微不均匀的斑点，这是毫秒脉冲星等点源所预期的。暗物质湮灭会产生更平滑的辉光。这项新研究并未直接涉及这种小尺度纹理，其他分析已对此进行探讨，但由于GCE的大尺度形状不再排除暗物质，可能这两种伽马辐射源在银河系中心都有活动。
作者指出，即将建成的观测站，如切伦科夫望远镜阵列和南方广角伽马射线天文台，应有助于区分这两种情况。
丝绸说：“我们有可能看到新数据并确认其中一种理论。或者也许我们什么也找不到，在这种情况下，这将是一个更难解开的谜团。”
这项研究已发表在《物理评论快报》上。