銀河系中心放射出強大又神秘的輻射信號

圖片說明：銀河系中心的合成影像。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/ESA/CXC/STScl暗物質（dark matter，一種比電子和光子還要小的物質，宇宙的重要組成部分）是現代物理學中最偉大的發現之一。儘管人們還未直接探測出來暗物質，但卻已清楚宇宙所有物質中約5/6是暗物質，不過多是以戲劇性的方式捆綁在一起。正是暗物質的存在，才使星系在旋轉時避免了被撕裂的命運。

近日，美國哈佛大學的研究人員在Physics of the Dark Universe上發表研究指出，暗物質也可以被毀滅，而暗物質的毀滅或許可以揭示出其最初的組成成分。研究人員表示，他們已經在銀河系中心處找到了一個被毀滅的暗物質。

近年來，科學家們一直在爭論暗物質到底是由什麼組成的，其中一種觀點表示，暗物質粒子非常稠密，已處在變成微型黑洞的邊緣。不過，許多天體物理學家都認為這些暗物質粒子不管最後變為什麼，與「普通」物質都共有一個特性，即會以兩種狀態出現，要麼是物質，要麼是反物質。物質與反物質相遇時就會爆炸，放射出高能量輻射，而兩者都會灰飛煙滅。

研究小組一直在尋找物質-反物質毀滅的起源，不過對象是暗物質，而非普通物質。此前的研究通過觀察銀河系中心發現了強大的伽瑪射線（γ-射線）輻射，銀河系中心處的物質可能是暗物質，而且密度尤其高。其中一個可能的解釋是暗物質粒子與等效反物質粒子發生碰撞後各自毀滅，碰撞過程中產生了這種強大的輻射信號。

然而，研究小組意識到許多其它天體事件也會爆發這樣強大的輻射。事實上，中子星、正在融合的黑洞、超新星和其發出的光輝、核子塵埃（核武器爆炸後產生的微小放射性顆粒）等都會放射出伽瑪射線。研究小組認為，基於目前的暗物質理論模型，觀察到的來自於銀河系中心強大的伽瑪射線輻射只會是由脈衝星或暗物質毀滅而成。

圖片說明：伽瑪射線信號似乎來自於銀河系中心處一個不會出現脈衝星的區域。圖片來源：Daylan et al./Physics of the Dark Universe

脈衝星（pulsar）是一種中子星，經常被稱為"宇宙的燈塔"，會以不可思議的速度旋轉，而且會放射出電磁輻射光束，看起來就像是一些能量脈衝。如果是脈衝星造成的伽瑪射線輻射，那麼就需要定位脈衝星。脈衝星通常處於其他星團（star cluster）附近，通過仔細分析，研究小組得出結論，銀河系中心處放射伽瑪射線輻射的區域不可能含有脈衝星。既然淘汰了脈衝星，那麼似乎伽瑪射線輻射是由暗物質的毀滅所致。這項研究的發現一經證實，會對宇宙學和粒子物理學產生深遠的影響。

每一秒可能會有數億個暗物質粒子穿過人們的手，所以人們有必要知道這些暗物質的組成成分，而暗物質的毀滅或對闡明其組成成分有所幫助。（科學之家，譯審/編輯：YWY）

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