超级计算机模拟证实:银河系奇异光芒或是我们首次一窥暗物质

摘要:

银河系中心那片持续数十年而未被完全解释的伽马射线辉光,可能是暗物质存在的首个观测证据。这一发现基于超级计算机模拟与空间望远镜观测数据的交叉验证,为揭示宇宙中这一神秘组分带来了新的希望。

暗物质被认为占据宇宙总质量的很大一部分,是维系星系结构的关键。然而,由于其不发光、不与电磁波相互作用,直接探测极为困难。银河系中心异常的伽马射线信号,长期以来存在两种主流解释:暗物质粒子碰撞湮灭,或大量毫秒脉冲星辐射所致。

近期发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)的研究取得了关键进展。由德国莱布尼茨天体物理研究所波茨坦分所领导的团队,利用超级计算机首次构建了包含银河系形成历史的暗物质分布模型。模拟结果显示,暗物质在星系中心区域因密度极高而频繁碰撞,其预测的伽马射线分布与费米伽马射线空间望远镜的实际观测图高度吻合。

尽管如此,科学界仍保持谨慎。毫秒脉冲星假说同样可以解释部分观测特征,但该理论需要假设存在远超当前观测数量的脉冲星群体,这使其面临挑战。

下一代观测设备切伦科夫望远镜阵列天文台(CTAO)的建设推进,或将提供决定性数据。其前所未有的灵敏度和分辨率,能够区分伽马射线的能量特征,从而判别信号究竟来源于暗物质碰撞,还是脉冲星辐射。

目前,研究团队正将同一模型应用于环绕银河系的矮星系,通过对比预测与未来高分辨率观测数据,进一步检验暗物质假说。无论结果如何,这一探索过程都将深化人类对星系构成和宇宙本质的理解。

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