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云南天文台科学家及合作者发现仙女座星系(M31)中

疑似暗物质的神秘伽玛辐射

2017-02-24  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

  2月23日,天体物理学杂志( The Astrophysical Journal)刊登了一项重要研究成果:费米国际高能卫星大面积望远镜Fermi LAT 国际合作组发现仙女座星系(M31)中疑似暗物质的神秘伽玛辐射。

  该工作由 Fermi LAT 国际合作组成员中国科学院云南天文台侯贤副研究员和法国国家科研中心、图卢兹天体物理和行星研究所Pierrick Martin研究员共同领导,云南天文台王建成研究员和周明助理研究员参与了此项工作。

  伽玛射线是一种高能电磁波,通常由宇宙中最为剧烈的天文现象产生。伽玛辐射在星系中普遍存在,它主要由近光速运动的高能宇宙射线与星际介质和星光作用而产生,并且该辐射与恒星形成区和尘埃团的分布相关,空间呈现弥散分布状态,通常沿星系盘分布。

  然而,最近Fermi LAT研究组利用费米卫星大面积望远镜的数据研究发现,M31的伽玛辐射集中于星系中心,而不是沿星盘弥散分布。对在M31中意外发现的这种与银河系中心的未知集中辐射类似的现象,用高能宇宙射线的辐射机制难以解释。科学家认为M31的伽玛辐射可能来自于其它未知的源,其中包括迄今仍未被探测到的宇宙中含量最高的神秘物质:暗物质。

  

 

  仙女座星系M31的伽玛射线辐射(中心白色部分),可能的辐射源包括暗物质和星系中心未知的一批脉冲星

  图片来源:NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration and Bill Schoening, Vanessa Harvey/REU program/NOAO/AURA/NSF

 

  同时在银河系和M31星系中心发现此类未知的伽玛辐射有助于科学家更好地认识宇宙射线在星系中的传播和作用,了解伽玛辐射的产生机制。并且可以利用两个星系在观测方面的互补效应(费米卫星更容易观测银河系中心,而对M31则可由其外部进行整体的观测),即两个星系互为比较,互为镜像,加深科学家对这两个星系的性质以及未知暗物质的了解。

  对M31的未知伽玛辐射的另外一种解释是M31星系中心一批还未被发现的脉冲星。未来需要更深入的观测数据和研究来确定辐射源的真正本质。

  美国国家航空航天局(NASA)对此项研究工作进行了专题采访报道,美国天文学会(AAS)、美国科学促进会(AAAS)全球科学新闻服务平台优睿科(Eurekalert)等媒体也做了相关报道。

  该项工作得到了中国国家自然科学基金青年项目和面上项目的支持。

  论文链接http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa5c3d 

 
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