Астрономы пока не установили источник избыточного гамма-излучения в центре Млечного Пути. Этот сигнал, обнаруженный в 2009 году телескопом Fermi, получил название Galactic Center GeV Excess — избыток излучения в диапазоне гигаэлектронвольт. Среди возможных объяснений называют пульсары, плотное скопление звезд и сверхмассивную черную дыру Стрелец A*.
Еще одна гипотеза связывает сигнал с темной материей, частицы которой могут уничтожать друг друга с выделением гамма-квантов. Главными кандидатами на роль таких частиц считаются вимпы — гипотетические слабо взаимодействующие массивные частицы. Исследование, опубликованное в Physical Review Letters, показывает, что вариант с темной материей пока нельзя исключить.
Работу возглавил исследователь Венского университета Флориан Лист. По его словам, анализ сигнала осложняет высокая яркость и плотность источников в центральной области галактики. Из-за этого отдельные объекты трудно различить на фоне общего гамма-излучения.
Ранее предполагалось, что избыток создают более тысячи миллисекундных пульсаров. Большинство из них слишком тусклые, чтобы телескоп Fermi мог обнаружить их по отдельности. Однако новая оценка, основанная на данных об энергии отдельных гамма-фотонов, указывает на необходимость как минимум 35 тысяч таких объектов, если именно они являются источником сигнала.
Для анализа ученые применили метод машинного обучения, обучив его на данных более чем миллиона смоделированных гамма-фотонов. Это позволило одновременно учитывать распределение источников в пространстве и спектр излучения. Результаты показали, что предполагаемые точечные источники должны быть значительно слабее, чем считалось ранее, а сам сигнал может быть диффузным либо исходить от огромного числа объектов.
Исследователи подчеркивают, что не доказали связь избытка с темной материей. Однако полученные данные ослабляют один из главных аргументов в пользу пульсаров и показывают, что гипотезу об аннигилирующей темной материи пока преждевременно исключать.