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最近发现的暗点源能解释星系中心过剩(GCE)吗-

在过去的十多年里,一些天体物理学研究已经在我们的星系中心发现了过量的伽马射线辐射。尽管人们做了很多尝试来了解这种现在被称为银河中心过剩辐射(GCE)的意外过剩辐射,但它的来源和存在的原因仍然是未知的。

最初,天文学家假设GCE与暗物质湮灭有关。然而,最近的证据表明,这种过量的伽马射线可能是由点源(即点源)群产生的。其中一些可能已经在过去观测到。

芝加哥大学、费米国家加速器实验室和奥克兰大学的研究人员最近进行了一项研究,旨在进一步研究这种可能性。他们将过去的理论和观测结果与费米大面积望远镜(Fermi- lat)合作编制的点源目录中的项目进行比较。他们的分析结果发表在《物理评论快报》上的一篇论文中,对任何先前探测到的点源支持GCE平滑伽马射线发射的能力提出了新的限制。

“自从银河系中心过剩(GCE)在大约10年前首次被发现以来,我们和许多同事都对它感兴趣和好奇,”进行这项研究的四名研究人员钟宜明、塞缪尔·麦克德莫特、伊利亚斯·乔里斯和帕特里克·福克斯通过电子邮件告诉Phys.org。“这种向银河系中心发射的过量伽马射线可能是暗物质湮灭的信号,或者是源于更传统的天体物理机制。例如,对于GCE的一个著名的天体物理学解释是,我们观察到大质量恒星残骸的集体发射,如果费米有足够的灵敏度,就会将其视为伽马射线点源。”

研究人员进行的这项研究是建立在他们先前研究GCE物理基础的工作之上的。他们论文背后的主要动机是费米合作组织最近更新了它的点源目录(4FGL),它本质上是天空中所有发光区域或天体的列表,以及与它们相关的测量数据。

研究人员此前通过分析费米合作的暗点源数据库,验证了地球引力源自点源的假设。更新的版本一发布,他们就着手对新收集的数据进行分析。

“我们和其他人过去已经将小波分解的数据分析技术应用到费米数据上,通常聚焦于大角度尺度的信息(天空中的大物体),”研究人员解释说。“这次我们想把它应用到有了新目录的小物件上。”

了解银河系中心发生的现象是一项艰巨而复杂的任务,因为许多过程同时进行,包括恒星的形成、熄灭的超新星和中心黑洞的动力学。所有这些同时发生的现象使得通过分析伽马射线测量来确定我们星系的底层结构特别具有挑战性。

小波分解是一种技术,它可以根据不同的宇宙贡献在天空中所占的空间大小来分离它们。虽然它经常被证明是分析望远镜拍摄的各种图像的一种非常有效的工具,但到目前为止,很少有研究小组将它用于分析伽马射线数据。在他们的研究中,钟,麦克德莫特,乔利斯和福克斯重新回顾了由阿姆斯特丹大学的三位研究人员进行的分析。,点源)从其他宇宙现象。

研究人员说:“现在我们对银河系中心方向的点源有了更多的了解,包括它们的位置和它们是什么。”事实上,巴特尔斯等人利用小波技术首次发现了费米目录中许多新测得的点源的位置。历史在重演,因为我们还发现了一些目前在其他目录中没有的天空中的新亮点。”

之前,研究人员提出一些新发现的点源可以解释GCE。随着收集更多关于这些点源的信息,例如它们的光谱以及它们是否位于已知天体附近,可以通过将这些数据与GCE观测数据进行比较,进一步检验这一假设。

钟、麦克德莫特、乔里斯和福克斯进行的新分析表明,包括在费米合作的最新4FGL目录中的点源都不能解释GCE。此外,他们还指出,如果GCE实际上是由暗点源组成的,那么这些暗点源就需要是一种新的宇宙学对象,而且还需要有几个暗点源。

“我们试图确定昏暗点源的光度函数的可能性范围,”研究人员说。“与数据相符的参数范围相当极端,这不是人们一开始就能预料到的。因此,在我们看来,GCE不太可能来自昏暗的点源,如果是的话,它将来自一种新型的天体物理源。”

钟、麦克德莫特、乔利斯和福克斯的新论文提出了新的有价值的结果,在某种程度上限制了支持GCE的点源的可能性,正如许多先前的研究所建议的那样。这些发现可以作为未来研究银河系中心过量伽马射线性质的基础。

“我们有一些有趣的想法,如何使用小波来帮助去除一些更烦人的背景,”研究人员说。“目前这个领域正在进行有益的科学讨论,根据我们收到的反馈,我们将继续完善我们对信息源的分析。”

?2020科学X网络

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