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科学家探测到一个充满暗物质的相邻星系
送交者: wangguotong[☆★★声望品衔12★★☆] 于 2022-09-28 2:22 已读 2049 次  

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根据最近发表在《自然-天文学》杂志上的一项新研究,一个国际研究小组发现了一个充满暗物质的银河系小卫星星系,但它的发射更可能是毫秒脉冲星射出宇宙粒子的后果。

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Sagittarius-Galaxy.jpg© 由 cnBeta.COM 提供 6park.com


我们银河系的中心正在吹出一对巨大的伽马射线泡,横跨5万光年(上图中的洋红色结构)。这种沙漏状的现象大约在十年前用费米伽马射线太空望远镜看到过,但它的起源一直是个谜。

这些辐射裂片被称为“费米气泡”,它们被一些非常明亮的伽马射线发射的神秘子结构所修补。费米茧是南部气泡中最明亮的区域之一(下图中放大的插图),曾经被认为是该星系的超大质量黑洞以前爆发的结果。

一个由前卡弗里宇宙物理与数学研究所(Kavli IPMU)项目研究员Oscar Macias(目前是阿姆斯特丹大学的GRAPPA研究员)和澳大利亚国立大学副教授Roland Crocker共同领导的国际研究小组。包括Kavli IPMU的访问科学家Shunsaku Horiuchi和Shin'ichiro Ando,分析了GAIA和Fermi空间望远镜的数据,揭示了Fermi茧实际上是由于人马座矮星系的发射。

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Gamma-Ray-Image-of-the-Fermi-Bubbles.jpg© 由 cnBeta.COM 提供 6park.com


从我们在地球上的位置通过费米气泡看到银河系的这个卫星星系(图1)。由于它紧紧围绕着我们的银河系运行,而且以前曾穿过银河系的圆盘,它已经失去了大部分星际气体,而且它的许多恒星已经从其核心被扯成了拉长的流。

鉴于人马座是静止的--没有气体,没有恒星“托儿所”--它的伽马射线发射只有几种可能性,包括:i)未知的毫秒脉冲星群,或者ii)暗物质湮灭。

毫秒脉冲星是某些类型的恒星的遗留物,其质量明显大于太阳,它们处于紧密的双星系统中,但由于其极端的旋转能量,现在爆炸出了宇宙粒子。由毫秒脉冲星发射的电子与宇宙微波背景的低能量光子相撞,推动它们产生高能量的伽马射线。

研究人员证明,伽马射线茧可以由人马座矮星的毫秒脉冲星来解释,因此不利于暗物质的解释。

他们的发现揭示了毫秒脉冲星是高能电子和正电子的有效加速器,同时也表明类似的物理过程可能在银河系的其他矮小卫星星系中进行。

“这很重要,因为暗物质研究人员长期以来一直认为,对来自矮卫星的伽马射线的观测将是暗物质湮灭的确凿证据。”

Macias说:“我们的研究迫使人们重新评估静止恒星物体的高能发射能力,例如矮球星系,以及它们作为暗物质湮灭搜索的主要目标的作用。” 6park.com

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