北京
“銀河系中心過量伽馬射線的起源，是天體物理學界歷時最久的爭論之一。”一項新研究未能排除自湮滅暗物質的可能性，讓這場天文學領域最熾烈的謎題繼續延燒。過去十余年間，從銀河系核心向外綿延數千光年的球形高能光暈——被稱為“銀河系中心過量”——始終令研究者困惑不已。
關于這一現象，學界曾提出若干種解釋，其中包括快速旋轉的中子星（即脈沖星）群。然而最主流的假說之一，指向了一類特定的暗物質粒子。暗物質占據宇宙物質總量的85%，它不與光發生作用，也不與由原子構成的“普通”物質互動，因此實際上不可見。這一特性催生了諸多候選粒子的理論建構，其中一些具備自湮滅屬性。其原理類似電子遇到它的反物質對應物——正電子：二者相互湮滅，向宇宙釋放能量。
在自湮滅暗物質模型中，這些粒子本身就是自己的反粒子，這意味著當它們相遇時，便會湮滅并以伽馬射線的形式釋放能量。考慮到暗物質與普通物質的質量比為五比一，人們或許會期待這種湮滅無時無刻不在發生，讓宇宙沐浴在伽馬射線之中。但在該模型框架下，暗物質極少與自身發生作用。因此，只有當這些神秘物質像星系心臟那樣高度密集時，暗物質湮滅才會成為不可忽視的因素。
遺憾的是，探究銀河系心臟絕非易事。團隊成員、維也納大學研究員弗洛里安·李斯特在一份聲明中坦言：“解讀這一信號尤其困難，因為銀河系中心是伽馬射線天空中異常明亮且擁擠的區域。”
為檢驗湮滅暗物質是否真能解釋銀河系中心過量現象，李斯特與同事借助機器學習技術，對超過一百萬次模擬伽馬射線觀測結果進行了訓練。此前類似的研究路徑傾向于將相對明亮且未被分辨的點光源視為潛在源頭。但此次新研究顯示，這些點光源——包括脈沖星——其實極為暗淡。對于那些傾向于用暗物質湮滅來解釋伽馬射線來源的科學家而言，這無疑是個好消息。
之所以說這是好消息，原因在于：以往研究曾認為僅需幾百顆脈沖星就足以解釋銀河系中心過量現象，但新發現表明，銀河系中心的脈沖星群體若要構成那種未被分辨的明亮光源，其實際亮度必須遠超此前的假設。這樣一來，脈沖星假說若要成立，就需要一套更為極端的物理條件，而暗物質湮滅假說面臨的觀測挑戰反而有所緩解。
當然，這并不意味著謎題已經破解。研究團隊謹慎地指出，他們并未直接證明暗物質就是幕后推手，只是說明現有觀測尚不能將這一候選者排除。隨著新一代伽馬射線望遠鏡持續積累數據，這場持續十余年的天體物理辯論，或許正站在一個關鍵轉折點上。
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