自2012年被发现以来，一个被称为“茧”的发光斑点一直困扰着天文学家，它似乎位于银河系中心被称为“费米泡”的巨大伽马射线辐射中。

在《自然天文学》上发表的一项新研究中，我们发现这个茧是由快速旋转的极端恒星发出的伽马射线引起的，这些恒星被称为“毫秒脉冲星”，位于围绕银河系运行的人马座矮星系。虽然我们的研究结果揭开了茧状星云的神秘面纱，但也为在它可能发出的伽玛射线中寻找暗物质的努力蒙上了一层阴影。

用伽马射线观察

对地球上的生命来说，谢天谢地，我们的大气层阻挡了伽马射线。这些是光的粒子，其能量比我们用眼睛探测到的光子高出100万倍以上。

因为我们的地面视野是模糊的，直到仪器被送入太空，科学家们才知道伽马射线天空的丰富程度。但是，从船帆号(Vela)卫星的偶然发现开始(Vela卫星于20世纪60年代被送入轨道，用于监测《禁止核试验》)，这种丰富的资源越来越多地被揭示出来。

目前最先进的伽玛射线仪器是费米伽玛射线太空望远镜，这是美国宇航局在轨道上运行了十多年的大型任务。费米有能力分辨细微的细节和探测微弱的源，这为我们揭示了银河系和更广阔的宇宙的许多惊奇之处。

神秘的泡沫

2010年，费米号发射后不久，就出现了一个令人惊讶的现象:银河系中心有什么东西正在吹起一对巨大的伽马射线气泡。这些完全出乎意料的“费米气泡”覆盖了整个天空的10%。

气泡的主要来源是银河系的超大质量黑洞。这个比太阳还要大400万倍的庞然大物，潜伏在银河系的核心，也就是气泡产生的区域。

大多数星系的中心都有这样巨大的黑洞。在某些情况下，这些黑洞正在积极地吞噬物质。这样，它们就会同时喷出巨大的、在电磁频谱中可见的“喷流”。

因此，在发现这些气泡之后，研究人员提出了一个问题:我们能否找到确凿的证据，将它们与银河系的超大质量黑洞联系起来?很快，试探性的证据确实出现了:在每个气泡中都有一个指向银河系中心的微弱的伽马射线喷射。

然而，随着时间的推移和进一步的数据，这一图景变得模糊起来。虽然其中一个气泡中喷射状的特征得到了证实，但另一个气泡中明显的喷射似乎在仔细观察下蒸发了。

这些泡泡看起来奇怪地不平衡:一个泡泡里有一个细长的亮点——“茧”——而另一个泡泡里没有对应的亮点。

茧和何处E来自于

我们最近在《自然天文学》上的工作是对“茧”性质的深入研究。值得注意的是，我们发现这种结构与费米泡或银河系的超大质量黑洞无关。

相反，我们发现茧其实是完全不同的东西:来自人马座矮星系的伽马射线，从地球的位置来看，它恰好在南部气泡的后面。

人马座矮星系之所以叫人马座矮星系，是因为它的天空位置在人马座，是一个围绕银河系运行的“卫星”星系。它是一个大得多的星系的遗迹，被银河系的强引力场撕开了。事实上，从人马座矮星中抽出的恒星可以在“尾巴”中找到，它们环绕着整个天空。

是什么产生了伽马射线?

在银河系中，伽马射线的主要来源是被称为宇宙射线的高能粒子与恒星之间非常稀薄的气体发生碰撞。

然而，这一过程并不能解释人马座矮行星发出的伽马射线。它很久以前就因为同样的引力骚扰而失去了它的气体，同样的引力骚扰把它的许多恒星拉走了。

那么伽马射线从何而来呢?

我们考虑了几种可能性，包括这一令人兴奋的前景，即它们是暗物质的标志。暗物质是一种不可见的物质，只通过其引力效应而为人所知，天文学家认为它构成了宇宙的大部分。不幸的是，茧状星云的形状与可见恒星的分布非常接近，这就排除了暗物质是起源的可能性。

不管怎样，恒星产生了伽马射线。然而，人马座矮星系的恒星都是古老而静止的。在这样的人群中，什么类型的源产生伽马射线?

毫秒脉冲星

我们确信只有一种可能:被称为“毫秒脉冲星”的快速旋转物体。这些是特定恒星的残留物，比太阳质量大得多，它们也紧密地围绕着另一颗恒星运行。

在适当的条件下，这样的双星系统会产生一颗中子星——一颗大约和太阳一样重但直径只有20千米的天体——它每秒旋转数百次。

由于它们的快速旋转和强大的磁场，这些中子星充当了天然的粒子加速器:它们将具有极高能量的粒子发射到太空中。

这些粒子会发出伽马射线。我们发现，人马座矮中的毫秒脉冲星是神秘茧的最终来源。

寻找暗物质

我们的发现揭示了毫秒脉冲星作为其他古老恒星系统伽马射线来源的新线索。

与此同时，它们也为通过观测银河系其他卫星星系来寻找暗物质存在证据的努力蒙上了一层阴影;不幸的是，这些星系中毫秒脉冲星发出的伽玛射线的“背景”比以前认识到的更强。

因此，它们产生的任何信号都不可能被明确地解释为是暗物质造成的。

对暗物质信号的搜寻仍在继续。

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