美國(guó)宇航局費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡在脈沖星周圍發(fā)現(xiàn)了微弱但蔓延的高能光輝。如果肉眼可見，這個(gè)伽馬射線“光暈”在天空中看起來(lái)會(huì)比滿月大40倍。這種結(jié)構(gòu)可能會(huì)為一個(gè)長(zhǎng)期存在，關(guān)于反物質(zhì)數(shù)量的謎團(tuán)提供解決方案。美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的天體物理學(xué)家馬蒂婭·迪·毛羅(Mattia Di Mauro)說(shuō)：分析表明，這顆脈沖星可能導(dǎo)致了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)十年的謎團(tuán)，即為什么一種類型的宇宙粒子在地球附近異常豐富。

這些是正電子，也就是反物質(zhì)版的電子，來(lái)自太陽(yáng)系之外的某個(gè)地方，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《物理評(píng)論D》期刊上。中子星是當(dāng)一顆比太陽(yáng)大得多的恒星耗盡燃料，在自身重量下坍塌并作為超新星爆炸時(shí)留下的核心。脈沖星也是中子星的一種，這些快速旋轉(zhuǎn)的脈沖星發(fā)出光束，就像燈塔一樣，有規(guī)律地掃過(guò)我們的視線。Geminga(發(fā)音為geh-ming-ga)由NASA的小天文衛(wèi)星2號(hào)于1972年發(fā)現(xiàn)，是伽馬射線中最亮的脈沖星之一。

Geminga位于大約800光年之外的雙子座，Geminga的名字既是對(duì)意大利米蘭方言中“雙子座伽馬射線源”和“它不在那里”的表達(dá)方式，指的是天文學(xué)家無(wú)法在其他能量找到該天體。Geminga最終在1991年3月被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)德國(guó)ROSAT任務(wù)接收到的閃爍X射線顯示：來(lái)源是一顆每秒自轉(zhuǎn)4.2次的脈沖星。脈沖星自然地被一團(tuán)電子和正電子包圍著，這是因?yàn)橹凶有堑膹?qiáng)磁場(chǎng)將粒子從脈沖星表面拉出，并將它們加速到接近光速。

電子和正電子屬于被稱為宇宙射線的快速粒子，它們起源于太陽(yáng)系以外。由于宇宙射線粒子帶有電荷，當(dāng)它們?cè)谇巴厍虻穆猛局杏龅酱艌?chǎng)時(shí)，它們的路徑會(huì)變得混亂。這意味著天文學(xué)家不能直接追蹤它們的來(lái)源。在過(guò)去的十年里，費(fèi)米宇宙線、美國(guó)宇航局國(guó)際空間站上的阿爾法磁譜儀(AMS-02)和其他近地空間實(shí)驗(yàn)的宇宙射線測(cè)量發(fā)現(xiàn)，高能正電子數(shù)量比科學(xué)家預(yù)期的要多，而脈沖星是主要的可能性。

然后，在2017年墨西哥普埃布拉高海拔水切倫科夫伽馬射線天文臺(tái)(HAWC)的科學(xué)家證實(shí)：早些時(shí)候在Geminga周圍地面探測(cè)到了一個(gè)小型伽馬射線暈。在5萬(wàn)億到40萬(wàn)億電子伏特的能量下，觀察到了這種結(jié)構(gòu)——光的能量是我們?nèi)庋鬯芸吹降臄?shù)萬(wàn)億倍。科學(xué)家們認(rèn)為，當(dāng)加速的電子和正電子與附近的星光相撞時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生這種輻射，碰撞將光提升到更高的能量。根據(jù)光暈的大小，HAWC團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，在這些能量下的Geminga正電子很少到達(dá)地球。

如果是真的，這將意味著觀察到的正電子過(guò)剩一定有更奇特解釋。但對(duì)脈沖星起源的研究興趣仍在繼續(xù)，雙子座是最前沿和中心的，對(duì)費(fèi)米大面積望遠(yuǎn)鏡(LAT)獲取的十年Geminga伽馬射線數(shù)據(jù)的分析，LAT比HAWC觀測(cè)到的能量更低。該研究的合著者、德國(guó)RWTH亞琛大學(xué)博士后西爾維亞·曼科尼說(shuō)：為了研究這個(gè)光暈，必須減去所有其他伽馬射線源，包括宇宙射線與星際氣體云碰撞產(chǎn)生的漫反射光，研究使用了10種不同的星際發(fā)射模型來(lái)研究這些數(shù)據(jù)。

當(dāng)這些源被移除時(shí)，留下的是一道巨大橢圓形光芒，能量為100億電子伏特(GeV)，在天空中跨度約20度。這類似于著名北斗七星圖案的大小，在較低的能量下，光暈甚至更大。意大利國(guó)家核物理研究所和都靈大學(xué)的合著者菲奧倫扎·多納托解釋說(shuō)：較低能量的粒子在遇到星光之前，會(huì)在距離脈沖星更遠(yuǎn)的地方飛行，將部分能量轉(zhuǎn)移到脈沖星上，并將光線提升為伽馬射線。這就是為什么伽馬射線發(fā)射以較低能量覆蓋了更大的區(qū)域

此外，雙子座光暈被拉長(zhǎng)的部分原因是脈沖星在太空中的運(yùn)動(dòng)。研究小組確定費(fèi)米LAT數(shù)據(jù)與HAWC早先的觀測(cè)結(jié)果一致，在AMS-02實(shí)驗(yàn)中看到的高能正電子中，僅Geminga一個(gè)就可能占到20%。根據(jù)銀河系中所有脈沖星的累積輻射推算，很明顯，脈沖星仍然是正電子過(guò)剩的最佳解釋。研究證明了研究單個(gè)來(lái)源以預(yù)測(cè)它們對(duì)宇宙射線貢獻(xiàn)的重要性。這是一個(gè)令人興奮新領(lǐng)域的一個(gè)方面，這個(gè)領(lǐng)域被稱為多傳播者天文學(xué)。