新しいシミュレーションは、過去の衝突が銀河系の暗黒物質コアを再形成したことを示唆し、長年パルサーと関連付けられてきた謎のガンマ線過剰を潜在的に説明する可能性がある。Leibniz Institute for Astrophysics Potsdamの研究者らが主導するこの研究は、この天文学的パズルにおける暗黒物質を主要な容疑者として復活させる。Physical Review Lettersに掲載された発見は、銀河の乱雑な歴史がNASAのFermi望遠鏡の観測と一致する可能性を強調している。
十年以上にわたり、天文学者たちは銀河中心過剰と呼ばれる現象に困惑してきた。これは、銀河系の中心から発せられる予期せぬガンマ線の急増で、NASAのFermiガンマ線宇宙望遠鏡によって初めて検出された。初期の理論では、暗黒物質粒子が互いに消滅して放射を生み出すと指摘されたが、ガンマ線の分布パターンは予想される暗黒物質の分布と一致せず、多くの人々がミリ秒パルサー—高速回転する中性子星—を源と提案した。
新しい研究は、銀河系の初期の乱雑な歴史を取り入れることでこの転換を挑戦する。現実的な宇宙環境での銀河形成をモデル化するHestiaシミュレーションを使用し、研究者たちは古代の合併と衝突が暗黒物質コアを非球形構造に歪めた経緯を追跡した。この構成は、数多くのパルサーを必要とせずに、観測されたガンマ線の広がりを自然に再現する。
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP)のDr. Moorits Muruが主導し、Dr. Noam LibeskindとDr. Stefan Gottlöber、ならびにHebrew University of JerusalemのRacah物理学研究所のYehuda Hoffman教授とOxford大学のJoseph Silk教授が協力した研究は、Physical Review Letters (2025; 135 (16))に掲載される。「銀河系の衝突と成長の歴史は、中心部の暗黒物質の配置に明確な痕跡を残す」と研究者たちは説明した。「それを考慮すると、ガンマ線信号は暗黒物質が説明できるものにずっと似て見える。」
この研究は議論を解決しないものの、暗黒物質を有効な説明として再確立する。Cherenkov Telescope Arrayによる将来の観測は、より高エネルギーのガンマ線を検出することでこれらのアイデアをテストし、暗黒物質の役割を確認したり、銀河に関する新たな洞察を明らかにしたりする可能性がある。