世界即時：科學(xué)家探測到一個充滿暗物質(zhì)的相鄰星系

(資料圖)

我們銀河系的中心正在吹出一對巨大的伽馬射線泡，橫跨5萬光年（上圖中的洋紅色結(jié)構(gòu)）。這種沙漏狀的現(xiàn)象大約在十年前用費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡看到過，但它的起源一直是個謎。

這些輻射裂片被稱為“費(fèi)米氣泡”，它們被一些非常明亮的伽馬射線發(fā)射的神秘子結(jié)構(gòu)所修補(bǔ)。費(fèi)米繭是南部氣泡中最明亮的區(qū)域之一（下圖中放大的插圖），曾經(jīng)被認(rèn)為是該星系的超大質(zhì)量黑洞以前爆發(fā)的結(jié)果。

一個由前卡弗里宇宙物理與數(shù)學(xué)研究所（Kavli IPMU）項目研究員Oscar Macias（目前是阿姆斯特丹大學(xué)的GRAPPA研究員）和澳大利亞國立大學(xué)副教授Roland Crocker共同領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組。包括Kavli IPMU的訪問科學(xué)家Shunsaku Horiuchi和Shin'ichiro Ando，分析了GAIA和Fermi空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，揭示了Fermi繭實際上是由于人馬座矮星系的發(fā)射。

從我們在地球上的位置通過費(fèi)米氣泡看到銀河系的這個衛(wèi)星星系（圖1）。由于它緊緊圍繞著我們的銀河系運(yùn)行，而且以前曾穿過銀河系的圓盤，它已經(jīng)失去了大部分星際氣體，而且它的許多恒星已經(jīng)從其核心被扯成了拉長的流。

鑒于人馬座是靜止的--沒有氣體，沒有恒星“托兒所”--它的伽馬射線發(fā)射只有幾種可能性，包括：i）未知的毫秒脈沖星群，或者ii）暗物質(zhì)湮滅。

毫秒脈沖星是某些類型的恒星的遺留物，其質(zhì)量明顯大于太陽，它們處于緊密的雙星系統(tǒng)中，但由于其極端的旋轉(zhuǎn)能量，現(xiàn)在爆炸出了宇宙粒子。由毫秒脈沖星發(fā)射的電子與宇宙微波背景的低能量光子相撞，推動它們產(chǎn)生高能量的伽馬射線。

研究人員證明，伽馬射線繭可以由人馬座矮星的毫秒脈沖星來解釋，因此不利于暗物質(zhì)的解釋。

他們的發(fā)現(xiàn)揭示了毫秒脈沖星是高能電子和正電子的有效加速器，同時也表明類似的物理過程可能在銀河系的其他矮小衛(wèi)星星系中進(jìn)行。

“這很重要，因為暗物質(zhì)研究人員長期以來一直認(rèn)為，對來自矮衛(wèi)星的伽馬射線的觀測將是暗物質(zhì)湮滅的確鑿證據(jù)。”

Macias說：“我們的研究迫使人們重新評估靜止恒星物體的高能發(fā)射能力，例如矮球星系，以及它們作為暗物質(zhì)湮滅搜索的主要目標(biāo)的作用。”