銀河中心發出的伽馬射線並非來自暗物質

銀河中心爆發的伽馬射線是由其它天文現象造成
伽馬射線是宇宙中能量最高的一種光(或說電磁波)。先前研究認為來自銀河系內側稠密區域的伽馬射線(gamma ray)很可能是那些看不見的暗物質(dark matter)粒子互撞所造成。但根據兩組獨立研究團隊以新式統計分析法所得之最新研究結果顯示:銀河中心爆發的伽馬射線並非來自暗物質,而是諸如毫秒波霎(millisecond pulsar)等其它天文物理現象所造成。

銀河系中心是個非常複雜的區域,且是大質量稠集區,包含密集的星團和超大質量黑洞等,所以天文學家認為此處也應該含有暗物質。但也因此,有許多天文物理訊號都很容易和暗物質訊號混淆。曾有研究發現銀河中心區有暗物質撞擊事件的直接證據,天文學家對此興趣勃勃,認為有助於天文學家瞭解宇宙中暗物質和一般物質之間的關係。

為了分辨或區分暗物質和其他Z輻射源所發出的訊號之間的異同,2團隊分別利用非卜瓦松噪音法(non-Poissonian noise)和小波轉換法(wavelet transformation)等影像處理技術來分析研究費米伽馬射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope)所拍攝的銀河中心區伽馬射線影像,從中尋找假設中弱交互作用大質量粒子(weakly interacting massive particles,WIMPs)這種暗物質粒子互相撞擊時所產生的伽馬射線看起來會是什麼模樣。

宇宙論學家認為宇宙總質量中有85%由暗物質粒子所組成,但始終沒有直接偵測到暗物質。根據現行公認的暗物質理論,兩個WIMP粒子之間的撞擊會使它們對滅而產生伽馬射線;又根據這個理論,光子這種高能粒子應該會均勻地分布在費米的伽馬射線影像中;相反地,其他伽馬射線源,例如波霎這種自轉非常快速的中子星,在費米影像中則應該呈現獨立的亮點狀。

從費米影像取得的統計分析結果,他們發現光子分布狀態呈現團塊狀而非均勻分布,顯示銀河中心區的伽馬射線不可能是暗物質粒子撞擊所造成。這些伽馬射線真正的來源為何目前尚不明朗,但Lisanti等人認為其中一種可能是非常老、自轉速度非常快的毫秒波霎,或許未來可以利用電波望遠鏡來確認這種想法是否為真。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】

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