快速旋轉的恆星解釋了來自星系中心的暗物質訊息

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來自銀河系中心過剩的伽瑪射線,可能源自快速旋轉的中子星,而不是先前宣稱的暗物質毀滅。

來自銀河系中心、令人困惑的過剩伽瑪射線,可能源自快速旋轉的中子星,或是叫做毫秒脈衝星,而不是先前宣稱的暗物質毀滅。這是由兩組獨立的研究小組,一組來自於荷蘭的阿姆斯特丹大學和另一組由麻省理工學院和普林斯頓大學所組合,所作的新數據分析的結果。

在2009年,利用費米大面積望遠鏡(Fermi Large Area Telescope)的觀測,揭露了在我們銀河系中心有過剩的高能量光子,或是叫做伽瑪射線。過去一段長時間,推測這個伽瑪射線可能是暗物質毀滅的跡象;如果是真的,它將形成基礎物理學的一個突破,而且是朝向我們了解宇宙組成物質的一大步。

然而,許多其他的假說在這幾年紛紛浮現,提議在我們銀河系中心過剩的伽瑪輻射線應該有一個更為平凡的天文物理起因。被觀測到的過剩伽瑪輻射線的可能源頭,範圍從我們銀河系中心的超大質量黑洞活動和在中央分子區的恆星形成,到星系核球(galactic bulge)裡一個新的黯淡的源頭群的結合輻射。

毫秒脈衝星

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阿姆斯特丹大學(UvA)的Christoph Weniger與來自普林斯頓大學和麻省理工學院的一組研究群,從費米的數據(Fermi data)所做出的新統計分析,強力地提議過剩的輻射的確源自於尚未被解析出來的點源(point sources)。研究人員結論:最佳的候選星體為毫秒脈衝星。

毫秒脈衝星、或是快速旋轉中子星,經常是在數十億年前形成。他們在星系最極端的物體之中,一群數以百計或仟計的這些毫秒脈衝星一定是潛伏在星系的中心,由於現今儀器的敏靈度,得以躲藏而不被偵測到。未來的勘測以現今及即將完成的望遠鏡,例如綠堤電波望遠鏡、平方公里陣列無線電波望遠鏡,將能夠在未來的幾年,進一步測試這個假說。

雙贏局面

在他們的分析,阿姆斯特丹大學與來自普林斯頓大學和麻省理工學院的研究人員分別使用不同的統計技術,"非卜瓦松噪音法(non-Poissonian noise)和小波轉換法(wavelet transformation),來分析費米的數據。他們發現光子的分布是塊狀的,而非平滑的,指出伽瑪射線不太可能是由暗物質粒子碰撞而產生的。

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根據Weniger所說:"這是一個雙贏的局面。不是在未來的十年發現數以百計或仟計的毫秒脈衝星,在銀河系的歷史中散發光芒;就是甚麼也找不到。如果是後者的話,暗物質對過剩的伽瑪射線的解釋,將會變得更明顯。

普林斯頓大學的Mariangela Lisanti說:"我們的分析結果,可能意味著我們正看到的是銀河系中心的一群新的天文物理訊號來源的證據,那本身就是新的而且令人驚訝的東西。"

來源: Astronomy