Endnu et slag for fortolkningen af ​​mørkt stof af det galaktiske centeroverskud

I næsten 10 år, astronomer har studeret en mystisk diffus stråling, der kommer fra midten af ​​vores galakse. Oprindeligt, man troede, at denne stråling kunne stamme fra de uhåndgribelige partikler af mørkt stof, som mange forskere håber at finde. Imidlertid, fysikere fra University of Amsterdam og Laboratoire d"Annecy-le-Vieux de Physique Théorique har nu fundet yderligere beviser for, at hurtigt snurende neutronstjerner er en meget mere sandsynlig kilde til denne stråling. Deres resultater er offentliggjort i dag i Natur astronomi .

Observationer af gammastråling fra det galaktiske centerområde med Fermi Large Area Telescope har afsløret en mystisk diffus og udvidet emission. Opdaget for næsten 10 år siden, denne emission skabte en masse spænding i partikelfysiksamfundet, da det havde alle karakteristika af et længe søgt signal fra selvudslettelse af mørkt stof partikler i den indre galakse. At finde et sådant signal ville bekræfte, at mørkt stof, som hidtil kun er blevet observeret gennem dets gravitationsvirkninger på andre objekter, er lavet af nye fundamentale partikler. I øvrigt, det ville hjælpe med at bestemme massen og andre egenskaber af disse undvigende mørkt stofpartikler. Imidlertid, en nylig undersøgelse viser, at den velsagtens bedste astrofysiske fortolkning af den overskydende emission er en ny befolkning i den galaktiske bule af tusindvis af hurtigt roterende neutronstjerner kaldet millisekundpulsarer, som hidtil har undsluppet observation ved andre frekvenser.

Hvor der er stjerner, der er stråling

"En detaljeret forståelse af morfologien [placeringen og formen] og spektret [de kombinerede frekvenser] af den overskydende emission er af vital betydning for at skelne mellem det mørke stof og astrofysiske fortolkninger af det galaktiske centers overskydende stråling, " siger Christoph Weniger, en af ​​forskerne, der har udført undersøgelsen. En ny undersøgelse foretaget af forskere ved University of Amsterdam og Laboratoire d"Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, en forskningsenhed i det franske Centre National de la Recherche Scientifique, fundet stærke beviser for, at emissionen faktisk ser ud til at komme fra områder, hvor der også er en stor mængde stjernemasse i den galaktiske bule ('boxy bulge') og centrum ('den nukleare bule'). Desuden, forskerne fandt, at lys-til-masse-forholdet i den galaktiske bule og centrum er gensidigt konsistente, så gammastråle GeV-emissionen er et overraskende nøjagtigt spor af stjernemasse i den indre galakse (figur 2). Denne undersøgelse var baseret på et nyt analyseværktøj, Sky Factorization med Adaptive Constrained Templates (SkyFACT), udviklet af forskerne selv, som kombinerer fysisk modellering med billedanalyse.

Resultaterne understøtter millisekunders pulsarfortolkning af den overskydende emission, da hverken et mørkt stof-signal eller andre astrofysiske fortolkninger forventes at vise en sådan sammenhæng. "Resultaterne vil hjælpe med at guide kommende radiosøgninger efter denne skjulte population af millisekunders pulsarer i den galaktiske bule med MeerKAT og det fremtidige Square Kilometer Array, sagde Francesca Calore, en anden af ​​papirets forfattere. "Dette gør disse kommende søgninger endnu mere lovende."