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维也纳大学领衔的一个国际研究团队近日利用机器学习技术，对银河系中心长期存在的神秘伽马射线辉光进行了全新分析，结果显示，暗物质仍然是这一信号的重要候选来源，尚不能被排除。 相关研究由维也纳大学和美国劳伦斯伯克利国家实验室合作完成，并发表在《物理评论快报》上。
这一被称为“银河中心过量辐射”（Galactic Center Excess，GCE）的伽马射线辉光，是分布在银河系中心附近、延伸数千光年的微弱球形辐射，自被发现以来，其成因一直是天体物理学界争论不休的话题。 现有主流解释包括两大方向：一是由自湮灭暗物质产生的伽马射线信号，二是来自一大群尚未被单独分辨的毫秒脉冲星等快速自转中子星。 然而，多年的观测和分析始终未能对这两种方案给出确证性的答案。
研究人员指出，难点在于银河中心是整个伽马射线天空中最为复杂、明亮且拥挤的区域之一，各种辐射源彼此叠加，使得对信号性质的解析格外棘手。 过去的统计分析普遍更偏向“点源”解释，也就是认为这些过量辐射主要来自众多较亮但无法单独分辨的致密天体，但这类研究一般只利用了光子在天空中的空间分布信息。
为弥补这一缺陷，新研究团队构建了一个机器学习模型，并用超过一百万组模拟伽马射线观测数据进行训练，使其能够在同一框架下同时分析光子的空间分布及能谱信息。 这是首次在银河中心过量辐射问题上，将光子能量这一关键信息系统地纳入机器学习统计分析，有助于更全面地比较暗物质与毫秒脉冲星等不同情景。
在加入能谱信息后，分析结果发生了显著变化。 早先研究认为，若信号来源为点源群，它们应当相对较亮，只是受限于仪器分辨率而未被逐一识别。 而最新结果显示，如果这些点源确实是毫秒脉冲星，那么它们必须比之前假定的要暗得多，以至于在统计特征上几乎与暗物质湮灭所产生的弥散辐射难以区分。
具体估算表明，若要完全以毫秒脉冲星解释观测到的过量辐射，其数量需要在银河中心附近堆积到至少约3.5万颗之多，远超部分早期研究中仅需数百至数千个源的假设。 这一结果在一定程度上削弱了“仅靠传统点源群即可解释全部信号”的说法。
研究团队成员表示，新分析并未证明暗物质一定就是该伽马辉光的真正成因，但它削弱了此前针对暗物质方案的一项主要反对意见。 在纳入光子能量分布后的机器学习框架中，要完全排除暗物质湮灭所贡献的可能性为时尚早。 在科学家看来，银河中心过量辐射的起源依旧是当代天体物理学中争论时间最长的开放问题之一，而这项工作则表明，暗物质依然是这一宇宙谜团背后颇具说服力的“嫌疑对象”。
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