银河系中心γ射线信号从何而来?或是脉冲星导致

2016年02月23日 07:55 新浪科技 微博
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银河系中心区域正不断发出γ射线辐射,长期以来科学家们一直将其视作是暗物质粒子碰撞引发的某种信号。然而近期美国与荷兰两个研究组的独立工作对此说法提出了质疑  银河系中心区域正不断发出γ射线辐射,长期以来科学家们一直将其视作是暗物质粒子碰撞引发的某种信号。然而近期美国与荷兰两个研究组的独立工作对此说法提出了质疑
银河系中心位置的物质密度很高,包括大量星团和黑洞,而如果能够确认这一区域存在的暗物质粒子碰撞信号,则将大大加深我们对于宇宙的理解  银河系中心位置的物质密度很高,包括大量星团和黑洞,而如果能够确认这一区域存在的暗物质粒子碰撞信号,则将大大加深我们对于宇宙的理解

  新浪科技讯 北京时间2月23日消息,据英国《每日邮报》报道,银河系中心区域正不断发出γ射线辐射,长期以来科学家们一直将其视作是暗物质粒子碰撞引发的某种信号。

  然而最近由美国和荷兰科学家进行的一系列研究却否定了这种说法,并认为这一信号与另一种天体物理现象有关,包括快速旋转的毫秒脉冲星。

  来自美国和荷兰的研究小组各自独立确认,这些γ射线信号的特征与暗物质信号可能具有的特征不相符合。其中一个研究组由来自美国普林斯顿大学以及麻省理工学院的研究人员组成,另一个小组则由一组荷兰科学家组成,他们各自独立地对银河系核心这一恒星密集的区域开展的研究,试图弄清这些神秘γ射线信号的来源。

  先前的研究认为这种γ射线信号可能是银河系核心区域肉眼不可见的暗物质粒子相互碰撞的产物。而普林斯顿大学的研究人员发现,事情可能并非如此。

  普林斯顿大学物理学助理教授玛丽安吉尔·丽萨提(Mariangela Lisanti)表示:“我们的分析显示我们所观测到的是一个新的γ射线天体物理学来源。这是天空中非常复杂的一块区域,有很多其他信号可能会与暗物质信号相混淆。”

  银河系中心位置的物质密度很高,包括大量星团和黑洞,而如果能够确认这一区域存在的暗物质粒子碰撞信号,则将大大加深我们对于宇宙的理解。

  麻省理工学院博士后研究员本杰明·萨弗迪(Benjamin Safdi)指出:“找到这类暗物质碰撞的直接证据将会非常有趣,因为它将帮助我们理解暗物质与常规物质之间的关系。”

  该普林斯顿与麻省理工联合研究小组首先借助图像处理技术,并以假想中的一类暗物质粒子,即所谓“弱相互作用大质量粒子”(WIMPs)相互碰撞为例,考察这一过程中所产生γ射线信号可能具备的特征。

  该研究组同时也对由美国宇航局费米空间望远镜所拍摄的相关图像进行了分析。γ射线是光子的最高能级形式。根据一种被广泛接受的暗物质模型,它们在费米望远镜的图像中应当呈现均匀的分布模式。而如果它们的来源于其他天体物理现象有关,如脉冲星,那么在费米望远镜的图像中,信号就应当呈现出某种离散而孤立分布的模式。

  根据对费米望远镜图像的分析结果,研究组发现这些γ射线信号的分布是离散的,而非均匀的。这表明这些信号来自暗物质粒子碰撞的可能性很低。相反,研究人员指出这些信号很有可能是由毫秒脉冲星导致的。而为了更进一步对有关情况进行了解,丽萨提表示研究人员可以利用射电波段望远镜进行后续观测。

  尽管由美国和荷兰科学家所进行的这两项相关研究仍然未能最终明确银河系中心γ射线来源的问题,但这两个小组的工作均认为此前我们认为这些信号由暗物质粒子碰撞产生的可能性非常低。

  而随着研究工作的推进,未来有朝一日我们或许就将揭开最终的谜底。不过,要想产生如此强大的γ射线信号,银河系中心必须存在大量的脉冲星才能解释这一情况。荷兰阿姆斯特丹大学的克里斯托弗·魏尼格(Christoph Weniger)是荷兰研究组的负责人,他指出:“这一情况预示着,要么我们将在接下来的10年内找到数以十万计的毫秒脉冲星,从而让我们得以加深对银河系历史的了解;否则我们将一无所获。”他说:“如果是后一种情况,那么暗物质粒子碰撞就将是对此信号仅剩的唯一解释了。”

  根据测算,暗物质占据宇宙质量的85%以上,但由于无法进行直接观测,人类迄今对暗物质的相关知识仍然知之甚少。(晨风)

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