Учени приложиха методи на машинно обучение, за да анализират отново едно от най-загадъчните явления в астрофизиката. А именно – слабото гама-лъчение от сърцето на Млечния път, известно като „излишък в галактическия център“.

Резултатите, публикувани в списание Physical Review Letters, не изключват възможността излъчването да се дължи на тъмна материя.

GCE представлява обширно гама-лъчение с почти сферична форма, което обхваща област от хиляди светлинни години около центъра на нашата галактика.

Този необичаен сигнал, който озадачава научната общност повече от десетилетие, има няколко възможни обяснения.

Според теоретичните модели той може да възниква при анихилация на частици тъмна материя.

Алтернативна хипотеза го свързва с голяма популация от бързо въртящи се неутронни звезди – милисекундни пулсари. Така природата на излъчването от центъра на галактиката остава открит въпрос.

„Интерпретирането на този сигнал е особено трудно, защото центърът на Млечния път е изключително ярка и наситена област на гама-небето“, признава астрофизикът Флориан Лист от Виенския университет, един от авторите на изследването.

Предишни статистически проучвания по-често подкрепяха хипотезата за пулсарите. Тези анализи обаче пропускаха един важен параметър – енергията на всеки регистриран фотон.

В новата си работа екипът е разработил метод за машинно обучение, базиран на конволюционни невронни мрежи, който е бил обучен с над един милион симулирани наблюдения на гама-лъчение.

Това е позволило за първи път едновременно да се анализират както пространственото разпределение, така и енергийният спектър на сигнала.

Включването на информация за енергията променя драстично картината

Докато предишни трудове сочеха към сравнително ярки, но неразличими поотделно точкови източници, новият анализ показва, че такива източници трябва да са изключително слаби.

„Нашият анализ показва, че източниците трябва да са толкова слаби, че тяхното излъчване е практически неразличимо от това, което се очаква от анихилираща тъмна материя“, казва теоретичният физик Ник Род от Националната лаборатория в Бъркли, съавтор на статията.

За хипотезата с пулсарите това означава, че в центъра на Млечния път трябва да съществуват най-малко 35 000 такива обекта. Значително повече, отколкото се предполагаше в някои предишни трудове (от няколкостотин до няколко хиляди).

„Въпросът за природата на излишъка в галактическия център е един от най-продължителните спорове в астрофизиката. Нашата работа не доказва, че сигналът идва от тъмна материя, но предполага, че е преждевременно да отписваме този вариант“, обобщава Лист.