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最近发现的暗点源可以解释银河中心超额吗

  • 科学
  • 2020-07-15 08:41:52
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在过去的十年左右的时间里,许多天体物理学研究已经在我们的银河系中心发现了过多的伽马射线辐射。尽管人们进行了许多尝试来理解这种辐射的出乎意料的多余,现在被称为银河中心超额(GCE),但其来源及其存在的原因仍然未知。

最初,天文学家假设GCE与暗物质an灭有关。然而,最近的证据表明,这种伽马射线过量可能是由大量点源(即能量源)产生的,其中一些点源可能在过去已经被观察到。

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,旨在通过将过去的理论和观察结果与费米大面积望远镜(Fermi-LAT)编制的点源目录中的项目进行比较,进一步调查这种可能性。合作。他们的分析结果发表在《物理评论快报》上发表的一篇论文上,对先前检测到的任何点源支撑GCE平滑伽马射线发射的能力提出了新的限制。

“自从大约10年前首次发现银河系中心过剩(GCE)以来,我们一直对它感兴趣并感兴趣,”四位研究人员钟一鸣,塞缪尔·麦德莫特,伊利亚斯·乔利斯和帕特里克·福克斯进行这项研究的人通过电子邮件告诉Phys.org。“向银河系中心的过量伽马射线发射可能是暗物质an灭的信号,或源自更常规的天体物理机制。例如,对GCE的一个突出的天体物理解释是,我们观察到残余的集体发射费米(Fermi)具有足够的敏感性,可以观测到的大量恒星是伽玛射线点源。”

研究人员进行的这项研究是基于他们先前研究GCE物理基础的一些工作。他们论文背后的主要动机是Fermi合作最近更新了其点光源(4FGL)目录,该目录本质上是天空中所有发光区域或物体的列表,以及与它们相关的测量值。

研究人员先前通过分析Fermi合作的暗点源数据库来检验GCE源自点源的假设。更新版本发布后,他们开始对新收集的数据重复进行分析。

研究人员解释说:“我们和其他人过去将小波分解的数据分析技术应用于FERMI数据,通常将重点放在大角度尺度(天空上的大物体)上的信息上。”“这次,我们希望将其应用于手握新目录的小型物品。”

要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,被熄灭的超新星运动以及中心黑洞的动力学。所有这些同时发生的现象使得通过对伽玛射线测量结果的分析来确定我们银河的底层结构特别具有挑战性。

小波分解是一种技术,可以根据它们在天空中占据的空间量来区分各种宇宙学贡献。尽管通常证明它是分析望远镜拍摄的各种图像的非常有效的工具,但到目前为止,很少有研究团队将其应用于伽玛射线数据的分析。Zhong,McDermott,Cholis和Fox的研究重新回顾了阿姆斯特丹大学三名研究人员进行的分析,他们使用小波分解从其他宇宙学现象中分离出天空中的小物体(即点源)。

研究人员说:“现在人们对银河系中心方向上的点源有了更多的了解,”“实际上,FERMI目录中许多新测量的点源的位置是由Bartels等人首先使用小波技术发现的。历史已经重复了一次,因为我们在天空中还发现了一些新的亮点,它们并不是目前在其他目录中。”

以前,研究人员建议,一些新发现的点源可以为GCE提供解释。随着收集有关这些点源的更多信息,例如它们的光谱以及它们是否位于已知的天体物理物体附近,可以通过将该数据与GCE观测值进行比较来进一步检验该假设。

Zhong,McDermott,Cholis和Fox进行的新分析表明,费米合作社更新的4FGL目录中包含的所有点源都无法解释GCE。此外,他们建议,如果GCE实际上是由暗点源组成的,那么它们将需要成为一类新的宇宙学物体,并且将需要其中的几个。

研究人员说:“我们试图确定暗点光源的光度函数的可能性范围。”“仍然适合数据的参数范围是非常极端的,从一开始就不会有人期望。因此,在我们看来,GCE不太可能来自暗点源,如果是,它将来临来自一种新型的天文学资源。”

Zhong,McDermott,Cholis和Fox的新论文提出了一些新的有价值的结果,这在一定程度上限制了点源支持GCE的可能性,正如先前的许多研究所表明的那样。这些发现可以作为未来研究银河中心多余的伽马射线性质的基础。

研究人员说:“我们对如何使用小波来消除一些较烦人的背景有一些有趣的想法。”“目前在该领域进行了健康的科学讨论,根据我们收到的反馈,我们将继续完善对点源的分析。”

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