Makine öğrenimi, Samanyolu’nun merkezindeki gama ışını parıltısının nedeni olarak karanlık maddenin göz ardı edilemeyeceğini gösteriyor

Viyana Üniversitesi ile Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı arasındaki uluslararası araştırma işbirliği, astrofizikte en çok tartışılan sinyallerden birini yeniden incelemek için makine öğrenimini kullandı. Samanyolu’nun merkezinde gama ışınlarının soluk, kabaca küresel bir parıltısı olan Galaktik Merkez Fazlalığı (GCE) olarak adlandırılan şey, on yıldan fazla bir süredir fizikçileri büyüledi. Yeni sonuçlar, karanlık madde açısından bir açıklamanın şu anda göz ardı edilemeyeceğini gösteriyor. Sonuçlar artık dergide yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektupları.

Galaktik Merkez Fazlalığı (GCE), Samanyolu’nun merkezi çevresinde binlerce ışıkyılı boyunca uzanan kabaca küresel bir gama ışınları parıltısıdır. Bu olağandışı sinyal için çeşitli açıklamalar önerilmiştir: Teorik tahminler, karanlık maddenin kendi kendini yok etmesiyle tutarlıdır. Diğer bir olasılık ise milisaniye pulsarları olarak bilinen, hızla dönen nötron yıldızlarından oluşan büyük bir popülasyondur. Bu nedenle galaksimizin merkezindeki sinyalin kaynağı çözülmemiş durumda.

Viyana Üniversitesi’nden çalışma yazarı ve araştırmacı Florian List, “Galaktik Merkez, gama ışını gökyüzünün olağanüstü derecede parlak ve kalabalık bir bölgesi olduğundan, sinyali yorumlamak özellikle zordur” diye açıklıyor.

Foton enerjilerinin ilk kez dahil edilmesi belirleyici bir değişimi beraberinde getiriyor

Pulsar hipotezi önceki istatistiksel çalışmalarla desteklenmiştir. Ancak daha önceki analizler çok önemli bir bilgiyi içermiyordu: tespit edilen her bir fotonun enerjisi. Yeni çalışmada araştırma grubu, 1 milyondan fazla simüle edilmiş gama ışını gözlemi üzerine eğitilmiş bir makine öğrenme yöntemi geliştirdi. Amaç, ilk kez mekansal ve spektral bilgilerin eş zamanlı olarak değerlendirilmesiydi.

Bu enerji bilgisinin dahil edilmesi tabloyu önemli ölçüde değiştirir. Daha önceki analizler nispeten parlak, çözümlenmemiş ışık kaynaklarına (nokta kaynaklara) işaret ederken, yeni sonuçlar bu nokta kaynakların son derece sönük olması gerektiğini gösteriyor. Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda çalışma yazarı ve bilim adamı olan Nick Rodd, “Yeni analizimiz, kaynakların o kadar zayıf olması gerektiğini gösteriyor ki, karanlık maddenin yok edilmesinden beklenen emisyondan neredeyse ayırt edilemez olacaklar” diyor.

Pulsar hipotezi için bu, Samanyolu’nun merkezinde bu tür en az 35.000 kaynağın olması gerektiği anlamına gelir; bu, daha önceki bazı çalışmalarda varsayılan birkaç yüz ila birkaç bin kaynaktan önemli ölçüde daha fazladır.

Samanyolu’nun merkezi hakkındaki tartışmada karanlık madde akla yatkın olmaya devam ediyor

List, “Galaktik Merkez Fazlalığının kökeni astrofizikteki en uzun süredir devam eden tartışmalardan biridir” diyor. “Çalışmamız sinyalden karanlık maddenin sorumlu olduğunu göstermiyor. Ancak bu olasılığı dışlamak için henüz çok erken olduğunu gösteriyor.”

Yeni sonuçlar, karanlık madde hipotezine karşı şimdiye kadarki en güçlü argümanlardan birini zayıflatıyor. Çalışma karanlık madde için doğrudan kanıt sunmasa da Galaktik Merkez Fazlalığının karanlık maddeden kaynaklandığı hipotezi tartışmada makul bir açıklama olmaya devam ediyor.