I nästan 10 år, astronomer har studerat en mystisk diffus strålning som kommer från mitten av vår galax. Ursprungligen, man trodde att denna strålning kunde komma från de svårfångade partiklarna av mörk materia som många forskare hoppas kunna hitta. Dock, fysiker från universitetet i Amsterdam och Laboratoire d"Annecy-le-Vieux de Physique Théorique har nu hittat ytterligare bevis för att snabbt snurrande neutronstjärnor är en mycket mer trolig källa för denna strålning. Deras resultat publiceras idag i Natur astronomi .

Observationer av gammastrålning från det galaktiska centrumområdet med Fermi Large Area Telescope har avslöjat en mystisk diffus och utökad emission. Upptäcktes för nästan 10 år sedan, detta utsläpp genererade mycket spänning i partikelfysiksamhället, eftersom den hade alla egenskaper som en länge eftersökt signal från självförintelsen av mörk materia partiklar i den inre galaxen. Att hitta en sådan signal skulle bekräfta att mörk materia, som hittills endast har observerats genom dess gravitationseffekter på andra föremål, är gjord av nya fundamentala partiklar. Dessutom, det skulle hjälpa till att bestämma massan och andra egenskaper hos dessa svårfångade partiklar av mörk materia. Dock, en nyligen genomförd studie visar att den utan tvekan bästa astrofysiska tolkningen av överskottsutsläppen är en ny population i den galaktiska utbuktningen av tusentals snabbt snurrande neutronstjärnor som kallas millisekundspulsarer, som hittills har undgått observation vid andra frekvenser.

Där det finns stjärnor, det finns strålning

"Att i detalj förstå morfologin [platsen och formen] och spektrumet [de kombinerade frekvenserna] av överskottsemissionen är av avgörande betydelse för att skilja mellan mörk materia och astrofysiska tolkningar av överskottsstrålningen i det galaktiska centrumet, säger Christoph Weniger, en av forskarna som genomförde studien. En ny studie av forskare vid universitetet i Amsterdam och Laboratoire d"Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, en forskningsenhet vid det franska Centre National de la Recherche Scientifique, hittat starka bevis för att utsläppet faktiskt verkar komma från regioner där det också finns en stor mängd stjärnmassa i den galaktiska bulan ('boxy bulge') och centrum ('den nuclear bulge'). Vidare, forskarna fann att förhållandet mellan ljus och massa i den galaktiska utbuktningen och mitten är ömsesidigt konsekventa, så att gammastrålningens GeV-emission är ett förvånansvärt exakt spår av stjärnmassan i den inre galaxen (figur 2). Denna studie baserades på ett nytt analysverktyg, Sky Factorization with Adaptive Constrained Templates (SkyFACT), utvecklat av forskarna själva, som kombinerar fysisk modellering med bildanalys.

Fynden stöder millisekundspulsartolkningen av överskottsutsläppen, eftersom varken en mörk materiasignal eller andra astrofysiska tolkningar förväntas visa en sådan korrelation. "Resultaten kommer att hjälpa till att vägleda kommande radiosökningar efter denna dolda population av millisekundspulsarer i den galaktiska utbuktningen med MeerKAT och den framtida Square Kilometer Array, sa Francesca Calore, en annan av tidningens författare. "Detta gör dessa kommande sökningar ännu mer lovande."