银河系中心一种奇异的伽马射线辉光长期以来引发了关于其源自隐藏的中子星还是难以捉摸的暗物质的争论。通过将机器学习应用于超过一百万次模拟观测，研究人员首次纳入了光子能量数据，并得出了与许多早期研究不同的结论。
银河系中心过剩（GCE）是围绕银河系核心延伸数千光年的一种弥漫伽马射线辉光。研究人员对其起源提出了几种可能的解释。
一种可能性是自湮灭暗物质，这是一种构成了宇宙大部分质量但从未被直接探测到的假设物质。另一种主流解释涉及大量的毫秒脉冲星，即发射高能辐射的快速旋转中子星。
尽管经过多年的研究，科学家们尚未就造成该信号的原因达成共识。
“解读该信号尤为困难，因为银河系中心是伽马射线天空中一个异常明亮且拥挤的区域，”维也纳大学的研究员、该研究的作者弗洛里安·利斯特（Florian List）解释道。
机器学习补上了缺失的一环
先前的统计分析通常倾向于脉冲星解释。然而，这些研究忽略了一个重要的信息来源：每一个探测到的伽马射线光子的能量。
为了解决这一局限性，研究团队开发了一套机器学习系统，并在超过一百万次模拟伽马射线观测的基础上进行了训练。该方法首次同时评估了信号的空间分布和单个光子的能量。
据研究人员称，纳入光子能量数据显著改变了结果。
早期的研究表明，该信号来自相对明亮且未分辨的光源，通常被称为点源。新的分析表明，如果此类点源是成因，那么它们必须极其暗弱。
“我们的新分析表明，这些源必须非常暗弱，以至于几乎无法与湮灭暗物质所产生的预期辐射区分开来，”该研究的作者、劳伦斯伯克利国家实验室的科学家尼克·罗德（Nick Rodd）说。
这些发现也对脉冲星解释提出了挑战。如果是毫秒脉冲星产生了这种辉光，研究表明银河系中心至少需要聚集35,000颗这样的脉冲星。这远多于早期一些研究假设的几百到几千个源。
暗物质仍具可能性
“银河系中心过剩的起源是天体物理学中持续时间最长的争论之一，”弗洛里安·利斯特说。“我们的工作并没有证明暗物质是该信号的成因。然而，这表明现在排除这种可能性还为时尚早。”
新结果削弱了此前用于反驳暗物质解释的最有力论据之一。虽然这项研究没有提供暗物质产生伽马射线辉光的直接证据，但它表明暗物质仍然是一种可信的可能性。
目前，银河系中心过剩的来源仍不明确，这确保了天文学中最持久的谜团之一得以延续。