銀河系中心疑現暗物質湮滅信號

上面的這張假彩色圖片顯示的是來自銀河系中心的異常伽馬射線輻射。據推測，這些輻射來自暗物質湮滅。在這張圖中，來自常規輻射源的輻射已經去掉。這片區域大概覆蓋了5°的天區，輻射最強和最弱的區域分別用紅色和藍色表示。

我們生活在天體物理迅猛發展的時代，諸如系外行星、來自黑洞融合的引力波，以及宇宙加速膨脹等重大發現似乎每個十年都會出現——甚至更加頻繁。但是，還有更加令人吃驚的發現，那就是宇宙中存在大量無法直接觀測到的物質。這種神秘的物質就是暗物質，它挑戰了我們的對於「已知宇宙」的認識。根據普朗克衛星的最新觀測結果，普通物質在宇宙中只佔4.9%，而剩下的就是暗物質。科學家通過研究恆星及其他普通物質受到的引力效應，證明暗物質的存在具有堅實的觀測基礎。而暗能量是宇宙的另外一個組成成分。

理解這種無處不在但卻神秘異常的物質是現代天體物理的首要目標。一些天文學家推測暗物質除了像普通物質一樣可以參與引力相互作用，它也可能有兩種味：物質及反物質。如果正反暗物質相互接觸，就會發生湮滅並釋放高能輻射。暗物質的首要候選粒子是大質量弱相互作用粒子（weakly interacting massive particles，WIMPS）。如果確實存在暗物質湮滅，那麼對暗物質本質的理論推測範圍就可以大大縮小。

哈佛-史密松天體物理中心的天文學家 Doug Finkbeiner 及同事最近在 Physics of the Dark Universe 上發表文章，宣稱發現了暗物質湮滅的跡象。他們研究了銀河系、尤其是銀河系中心區域伽馬射線輻射的空間分布。這片區域距離地球相對較近，而且物質密度很高（暗物質密度也應該很高）。如果發生了暗物質湮滅，那麼該區域應該會產生很強的伽馬射線。研究者在銀河系中心區域數百光年的範圍內觀測到了大量伽馬射線源（向外延伸數千光年也有更弱的輻射）。不過，這種現象也有其他的解釋，最重要的一個的解釋是伽馬射線可能來自大量快速旋轉的脈衝星（脈衝星由一些超新星爆發產生）。

科學家重新審視了之前發表的伽馬射線觀測結果。為了更加精確地定位輻射源，他們仔細地使用了新的數據簡化方法，對每個伽馬射線源都應用了這種方法。脈衝星有獨特的空間分布：它們分布於恆星所在的區域，主要在星系的盤面上。這個團隊的發現表明，暗物質湮滅模型能夠較好地預測伽馬射線源的分布，但是觀測結果不太可能與脈衝星的解釋相一致。如果這個解釋得到證實，將會是令人振奮的重大突破，是我們理解支配宇宙的暗物質性質所邁出的關鍵一步。

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