轻子素的天体物理特征

每秒有超过 10^43 个正电子在我们银河系中心湮灭，然而尽管经过四十年的观测，其起源仍未知。人们提出了许多候选源，例如超新星和低质量 X 射线双星。然而，这些模型难以与正电子的分布相协调，因为正电子高度集中于银河系核球中，因此需要正电子在星际介质中的特定传播。替代源包括暗物质衰变或超大质量黑洞，这两者天然具有高的核球-盘比值。将模型与观测相协调的主要困难在于伽马射线观测本身较差的角分辨率，无法分辨点源。本质上所有正电子都通过正电子素的形成而湮灭。这带来了观测在正电子素原子湮灭前发射的复合线的可能性。这些发射线将位于紫外和近红外波段，相比伽马射线观测可将角分辨率提高 10^4 倍，并能够区分点源与真正的弥散发射。类似于正电子素的形成，也有可能形成真正的μ子素和真正的τ子素原子。由于μ子和τ子本身不稳定，此类轻子素原子的形成将局限于其起源地。因此，对真正的μ子素或真正的τ子素的观测可提供另一种方式来区分真正的弥散源（如暗物质衰变）与未分辨的点源分布。