約翰霍普金斯大學的科學家可能在長期努力確認暗物質存在的過程中發現了一條有希望的線索。
多年來，天文學家一直對銀河系中心附近微弱的伽馬射線輻射感到困惑。這種神秘光芒的起源仍不清楚。這留下了兩種主要的可能性：它可能是由暗物質粒子的碰撞引起的。或者來自稱為毫秒脈衝星的快速旋轉中子星。
根據 10 月 16 日發表的一項新研究。 物理審查信現在，這兩種解釋都同樣合理，只要過量的伽馬輻射不是來自老化的恆星。這可能是暗物質存在的第一個明確證據。
“暗物質主宰著宇宙，並將星系維繫在一起。這是極其重要的。我們一直在思考探測它們的方法，”合著者、約翰·霍普金斯大學物理和天文學教授、巴黎天體研究所和索邦大學研究員約瑟夫·西爾克說。我們在銀河系中心觀察到伽馬射線，尤其是多餘的光。這可能是我們的第一個線索。
為了探索這個謎團，絲綢和一個國際科學家團隊使用先進的超級計算機模型來繪製暗物質最有可能存在於銀河系中的位置。它首次結合了銀河系的歷史和早期演化。
今天的銀河系基本上是一個獨立的系統。進入或退出的材料非常少。然而，在最初的十億年裡，它吸收了含有許多構成其結構的較小暗物質的星系。當暗物質粒子凝聚並朝銀河系核心凝聚時，碰撞的機會就會增加。
當團隊將更真實的交互融入到他們的模型中時，所得的模擬與美國宇航局費米伽馬射線太空望遠鏡進行的真實伽馬射線觀測非常吻合。
這些匹配的地圖總結了三個證據，表明銀河系中心多餘的伽馬射線可能源自暗物質。研究人員表示，暗物質粒子碰撞產生的伽馬射線會產生與現實世界中的伽馬射線相同的信號，並且具有相同的特性。雖然這不是確鑿的證據。
復活的、快速旋轉的老中子星發出的光被稱為毫秒脈衝星。還可以描述伽馬射線圖、測量結果和現有信號。但研究人員表示，這種毫秒脈衝星理論仍然不完整。為了使這些計算發揮作用，研究人員必須假設存在的毫秒脈衝星比他們觀察到的還要多。
答案可能來自於建造一台名為切倫科夫望遠鏡陣列的新型大型伽馬射線望遠鏡。研究人員認為，來自能夠測量高能信號的更高分辨率望遠鏡的數據將有助於天體物理學家打破這一悖論。
研究小組正在計劃進行一項新實驗，以測試來自銀河系的伽馬射線是否更具能量。這意味著它們是毫秒脈衝星。或者是暗物質碰撞能量較低的結果？
“這個明確的信號似乎是確鑿無疑的，”西爾克說。
與此同時，研究人員將致力於預測在銀河系周圍幾個選定的矮星系中應該在哪裡找到暗物質。一旦他們繪製了預測圖，就可以將其與高分辨率數據進行比較。
“我們有可能會看到新的數據並證實一種理論而不是另一種理論，”西爾克說。 “或許我們什麼也找不到。那樣的話，這將是一個更大的謎團需要解開。”
要點
- 伽馬射線從銀河系中心發出奇怪的光芒，科學家們正在努力找出它背後的原因。
- 一種主要理論是暗物質粒子碰撞並發出短暫的伽馬射線閃光。這可以解釋這種光芒。
- 研究人員使用強大的超級計算機重建了銀河系的形成，以預測此類碰撞產生的暗物質和伽馬射線信號將出現在哪裡。
- 模擬地圖對應於真實的望遠鏡數據。這表明發光可能來自暗物質之間的相互作用。儘管還需要更多證據來證實這一點。
