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2025-10-22 18:40:00
「フェルミ宇宙望遠鏡が銀河の中心を指したとき、あまりにも多くのガンマ線が測定されました。」 ムーア人のミケル・ムルドイツのポツダム天体物理学ライプニッツ研究所とエストニアのタルトゥ大学の研究者が電子メールでLive Scienceに語った。 「何がその過剰を生み出しているのかを説明しようとさまざまな理論が競い合っていますが、まだ誰も決定的な答えを持っていません。」
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さて、10月16日にジャーナルに発表された研究 物理的なレビューレター ムル率いる研究チームは、暗黒物質の形状についての長年の仮説に挑戦します。ムル氏らは、天の川銀河の高度なシミュレーションを使用して、銀河中心近くの暗黒物質が完全な円形ではなく、観測されたガンマ線信号と同様に平坦であることを発見した。
永続的な宇宙パズル
しかし、ガンマ線の平らな円盤状の形状が、球形であると考えられている暗黒物質ハローの仮説上の形状と一致しなかったため、この理論は支持されなくなりました。
天文学者たちは、天の川銀河や NGC 24 (ここに表示) を含む多くの銀河が、目に見えない暗黒物質の広がった球形のハローの中に含まれているのではないかと考えています。 (画像クレジット: NASA / ハッブル)
暗黒物質の形を再考する
ムルと彼の同僚は、銀河内部の暗黒物質は球形に違いないという基本的な仮定を再考することに着手した。研究チームは、現実的な宇宙環境内で天の川のような銀河を再現する「HESTIA スイート」として知られる高解像度のコンピューター シミュレーションを使用して、銀河中心付近で暗黒物質がどのように動作するかを研究しました。
研究者らは、過去の合体と重力相互作用が暗黒物質の分布を歪め、楕円形や箱のような形に平らにしてしまう可能性があることを発見した。これは私たちの銀河系の真ん中に見られる星の膨らみによく似ている。
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「私たちの最も重要な結果は、暗黒物質の解釈が支持されない理由が単純な仮定から来ていることを示したことです」とムル氏は述べた。 「中心付近の暗黒物質は球形ではなく、平らであることがわかりました。これにより、銀河の中心から来る手がかりを利用して、暗黒物質が実際に何であるかを明らかにすることに一歩近づきました。」
この修正された図は、暗黒物質の消滅によって予想されるガンマ線のパターンが、天文学者が観察するものと自然に非常によく似ている可能性があることを意味します。言い換えれば、科学者が間違った形状を使用していたため、暗黒物質の説明は過小評価されていた可能性があります。
次に何が起こるか
新しい発見は、暗黒物質がガンマ線信号の起源であるという主張を強化するものではあるが、議論に終止符を打つわけではない。暗黒物質とパルサーを区別するには、天文学者はより鋭い観察を必要とします。
「恒星の説明の明確な兆候は、ガンマ線の輝きを説明するのに十分な数のパルサーが発見されることだろう」とムル氏は述べた。 「より解像度の高い新しい望遠鏡がすでに建設されており、それがこの疑問の解決に役立つ可能性があります。」
平方キロメートルアレイ (SKA) やチェレンコフ望遠鏡アレイ (CTA) などの今後の機器によって、銀河の中心にある小さな点状の源が多数明らかになれば、パルサーの説明が有利になるでしょう。代わりに、放射線が滑らかで拡散したままであれば、暗黒物質のシナリオは支持を得るでしょう。
「暗黒物質の『決定打』は理論的予測と正確に一致する信号だろう」とムル氏は指摘し、そのような確認には改良されたモデリングとより優れた望遠鏡の両方が必要になると付け加えた。 「次世代の観測が行われる前でさえ、私たちのモデルと予測は着実に改善されています。将来の展望の1つは、近くの矮小銀河の中心領域など、私たちの理論をテストできる他の場所を見つけることです。」
ガンマ線過剰の謎は 10 年以上も続いており、新たな研究が発表されるたびにパズルのピースが 1 つずつ追加されています。その輝きが暗黒物質、パルサー、あるいはまったく予期せぬものから来ているかどうかにかかわらず、ムルの研究結果は、銀河の構造そのものがいかに重要な手がかりを持っているかを浮き彫りにしている。天の川銀河の暗黒核についての理解を再構築することで、科学者たちは現代の天体物理学における最も深遠な疑問のひとつ、つまり暗黒物質とは実際には何なのかの答えに少しずつ近づきつつある。
#天の川銀河の中心の神秘的な輝きは主要な宇宙理論を再構築する可能性がある