“银河系中心过量伽马射线的起源,是天体物理学界历时最久的争论之一。”一项新研究未能排除自湮灭暗物质的可能性,让这场天文学领域最炽烈的谜题继续延烧。过去十余年间,从银河系核心向外绵延数千光年的球形高能光晕——被称为“银河系中心过量”——始终令研究者困惑不已。

关于这一现象,学界曾提出若干种解释,其中包括快速旋转的中子星(即脉冲星)群。然而最主流的假说之一,指向了一类特定的暗物质粒子。暗物质占据宇宙物质总量的85%,它不与光发生作用,也不与由原子构成的“普通”物质互动,因此实际上不可见。这一特性催生了诸多候选粒子的理论建构,其中一些具备自湮灭属性。其原理类似电子遇到它的反物质对应物——正电子:二者相互湮灭,向宇宙释放能量。

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在自湮灭暗物质模型中,这些粒子本身就是自己的反粒子,这意味着当它们相遇时,便会湮灭并以伽马射线的形式释放能量。考虑到暗物质与普通物质的质量比为五比一,人们或许会期待这种湮灭无时无刻不在发生,让宇宙沐浴在伽马射线之中。但在该模型框架下,暗物质极少与自身发生作用。因此,只有当这些神秘物质像星系心脏那样高度密集时,暗物质湮灭才会成为不可忽视的因素。

遗憾的是,探究银河系心脏绝非易事。团队成员、维也纳大学研究员弗洛里安·李斯特在一份声明中坦言:“解读这一信号尤其困难,因为银河系中心是伽马射线天空中异常明亮且拥挤的区域。”

为检验湮灭暗物质是否真能解释银河系中心过量现象,李斯特与同事借助机器学习技术,对超过一百万次模拟伽马射线观测结果进行了训练。此前类似的研究路径倾向于将相对明亮且未被分辨的点光源视为潜在源头。但此次新研究显示,这些点光源——包括脉冲星——其实极为暗淡。对于那些倾向于用暗物质湮灭来解释伽马射线来源的科学家而言,这无疑是个好消息。

之所以说这是好消息,原因在于:以往研究曾认为仅需几百颗脉冲星就足以解释银河系中心过量现象,但新发现表明,银河系中心的脉冲星群体若要构成那种未被分辨的明亮光源,其实际亮度必须远超此前的假设。这样一来,脉冲星假说若要成立,就需要一套更为极端的物理条件,而暗物质湮灭假说面临的观测挑战反而有所缓解。

当然,这并不意味着谜题已经破解。研究团队谨慎地指出,他们并未直接证明暗物质就是幕后推手,只是说明现有观测尚不能将这一候选者排除。随着新一代伽马射线望远镜持续积累数据,这场持续十余年的天体物理辩论,或许正站在一个关键转折点上。