原标题：银河系中心有暗物质吗?银河系中心存在奥秘的能量过剩现象
麻省理工学院(MIT)的物理学家们正在从头点燃一种或许性，即在咱们星系中心迸发的亮堂的伽马射线或许终究是暗物质的成果。
多年来，物理学家们现已知道银河系中心存在着一种奥秘的能量过剩，它以伽马射线的方式存在，伽马射线是电磁波谱中能量最大的波。这些射线一般由世界中最热、最极点的物体发作，比方超新星和脉冲星。
伽马射线是在银河系的圆盘上被发现的，物理学家们大都知道它们的来历。可是在银河系的中心有一道伽马射线的辉光，被称为星系中心过剩，或许GCE，鉴于物理学家们对星系中恒星和气体散布的了解，这些性质很难解说。
发作这种过剩的有两种首要的或许性:一种是被称为脉冲星的高能、快速旋转的中子星，或许更吸引人的是，一团集合的暗物质云，与本身发作磕碰，发作过剩的伽马射线。
2015年，麻省理工学院和普林斯顿大学的一个团队，包含物理学副教授特蕾西·斯拉特尔(Tracy Slatyer)和博士后本杰明·萨夫迪(Benjamin Safdi)和薛伟(Wei Xue)，支撑脉冲星。研讨人员剖析了费米伽马射线太空望远镜观测到的银河系中心，运用了他们开发的“布景模型”来描绘星系中一切或许发作伽马射线的粒子相互作用。他们适当肯定地得出结论，GCE极有很大的或许是脉冲星的成果，而不是暗物质。
可是，在麻省理工学院博士后丽贝卡·利恩(Rebecca Leane)领导的新研讨中，斯莱特耶从头评价了这一说法。为了更好地了解2015年的剖析办法，Slatyer和Leane发现，他们运用的模型实践上或许被“诈骗”而发作过错的成果。具体来说，研讨人员在实践的费米观测中运行了这个模型，就像麻省理工大学和普林斯顿大学的团队在2015年所做的那样，但这一次他们添加了一个额定的暗物质信号。他们发现这个模型没能捕捉到这个假信号，即便他们把信号调高，这个模型依然假定脉冲星是过量信号的中心。
今日宣布在《物理谈论快报》(Physical Review Letters)杂志上的研讨成果，强调了2015年的剖析存在“过错建模效应”，并从头敞开了许多人以为现已完毕的研讨。
“令人振奋的是，咱们咱们都以为咱们已扫除了这是暗物质的或许性，”Slatyer说。“可是现在咱们的说法有一个缝隙，一个系统性的过错。它为来自暗物质的信号从头打开了大门。”
银河系中心:颗粒状仍是润滑状?
虽然银河系在空间上或多或少有点像一个扁平的圆盘，但其中心剩余的伽玛射线占有了一个更为球状的区域，从银河系中心向五湖四海延伸了约5000光年。
在2015年的研讨中，Slatyer和她的搭档开发了一种办法来确认这个球形区域的概括是润滑的仍是“颗粒状的”。他们揣度，假如脉冲星是过量伽马射线的来历，并且这些脉冲星相对亮堂，那么它们宣布的伽马射线应该坐落一个球形区域，在成像时，这个区域看起来是粒状的，在脉冲星地点的亮点之间有黑色的缝隙。
可是，假如暗物质是伽马射线过量的来历，那么球状区域看起来应该是滑润的:“每一条指向银河系中心的视野都或许有暗物质粒子，所以我不该该在信号中看到任何缝隙或冷点，”斯拉特耶解说道。
她和她的团队运用了星系中一切物质和气体的布景模型，以及一切或许发作伽马射线的粒子相互作用。他们考虑了GCE球形区域的模型，一方面是颗粒状的，另一方面是润滑的，并规划了一种计算办法来区别它们。然后，他们将费米望远镜拍摄到的球形区域的实践观测数据输入模型，调查这些观测数据是否更契合润滑或颗粒状的概括。
“咱们发现它是百分之百颗粒状的，所以咱们说，‘哦，暗物质做不到这一点，所以它一定是其他啥东西，’”斯莱特耶回忆说。“我期望这仅仅初次运用相似技能对银河系中心区域进行研讨。但到了2018年，这种办法的首要穿插查看依然是咱们在2015年做过的，这让我很严重，咱们或许错过了一些东西。”
2017年来到麻省理工学院后，利恩开端对剖析伽马射线数据感兴趣。Slatyer主张他们测验测验2015年运用的计算办法的稳健性，以便对成果有更深的了解。两位研讨人员提出了一个难题:在什么状况下他们的办法会失效?假如这种办法饱尝住了审问，他们可以对2015年的原始成果有决心。可是，假如他们发现了该办法溃散的状况，这就从另一方面代表着他们的办法出了问题，或许暗物质依然处于伽马射线过量的中心。
Leane和Slatyer重复了麻省理工大学和普林斯顿大学团队在2015年的办法，可是他们没有选用费米模型的数据，而是制作了一张假的天空地图，这中心还包含暗物质的信号，以及与伽马射线过量无关的脉冲星。他们将这张地图输入到模型中，发现虽然球状区域内存在暗物质信号，但模型得出结论，该区域很或许是粒状的，因而由脉冲星主导。这是第一个头绪，Slatyer说，他们的办法“并非满有把握”。
在一次会议上，Leane提出了一个来自搭档的问题:假如她在实在的观测中参加一个暗物质的假信号，而不是一个假的布景地图，成果会怎样?
该团队接受了应战，用来自费米望远镜的数据，以及暗物质的假信号，为模型供给数据。虽然有故意的植物，他们的计算剖析再次错过了暗物质信号，并返回了一个粒状的、脉冲状的图画。即便他们把暗物质信号扩大到实践伽马射线过量的四倍，他们的办法也没能发现它。
“在那个阶段，我十分振奋，由于我知道它的含义十分严重——这在某种程度上预示着暗物质的解说又回到了咱们的评论桌上，”利恩说。
她和斯拉特尔正在尽力更好地了解他们的办法中的成见，并期望在未来扫除这种成见。
“假如真的是暗物质，这将是暗物质经过引力以外的外力与可见物质相互作用的第一个依据，”Leane说。“暗物质的性质是现在物理学中最大的悬而未决的问题之一。将这一信号识别为暗物质或许会让咱们终究揭开暗物质的根本身份。不管过剩是什么，咱们都将对世界有新的知道。”
责任编辑：
