「反物質噴泉」是真的存在，還是人為杜撰？

1997年4月29日紐約時報：Enormous Plume of Antimatter Alters View of the Milky Way（nytimes.com 的頁面）中提到：
「利用康普頓伽馬射線天文台，科學家發現，一個反物質噴泉從銀河系盤面噴出，直到銀河系盤面以上3500光年的地方。」

簡單說：大體上確有其事，但按照近年新的研究成果，說「噴泉」已經不準確了。

1974年，澳大利亞天文學家Leventhal等人在賽丁泉開展了一個以高空氣球為載具的高能天體物理實驗，結果在銀河系中心發現了一個511 keV的譜線：

eV是高能天體物理常用的能量單位，1 eV = 1.60218e-19 J。他們很容易就發現511 keV剛好是質量均為一個電子質量的電子和它的反物質粒子正電子互相湮滅並釋放出兩個相同能量的光子時，每個光子的能量（用E=mc^2很容易驗算）。換言之，銀河系中心有個正電子源，通俗一點可以說是有個反物質源。

這個觀測後來被其他一些觀測相繼證實了。

1997年，Purcell等人發表了1991年升空的天文衛星「康普頓伽馬射線天文台」（CGRO）對銀河系中心511 keV輻射的巡天觀測結果，繪製了銀心511 keV輻射的分布圖：

Purcell等人認為銀心上方較高銀緯處的511 keV輻射跟銀心的亮源是有物理聯繫的，有可能是銀心噴射出來一塊511 keV輻射的「雲」，所以有對此成果的報道稱銀心有「反物質噴泉」。

2002年，高能天文衛星INTEGRAL發射。2010年，Bouchet等人發表用INTEGRAL對銀心511 keV輻射的成圖結果：

Bouchet等人結論是511 keV輻射基本上是對稱的，是面源，沒發現點源；每秒~10^43個湮滅事件。從圖上可見，上面那一坨雲不見了，所以Bouchet以自己的觀測結果為依據，就沒有再提Purcell說的噴泉這事。

所以對題主問題的答案是：銀河系中心確實有大量不明來源的反物質——具體地說是不明來源的正電子；1997年，研究人員根據當時康普頓望遠鏡觀測的結果，提出了正電子「噴泉」這個想法；後來雖然大家還是很困惑正電子來源，但是因為新的觀測結果沒有正電子明顯的噴到高銀緯的現象，所以已經不再提「噴泉」這個說法了。

以上是基本的觀測事實。對正電子來源的理論解釋很多，似乎至今仍然沒有確定的解釋，我不可能面面俱到的歸類和辨析，我看到哪個就隨便寫幾句：

1、小微黑洞說

1.1 Okele Rees 1980認為正電子可能來自微型黑洞的霍金輻射。Frampton Kephart 2005按照這個思路往下編，說如果在銀河系中心有~10^22個原初黑洞，每個每秒通過霍金輻射發射~10^21個正電子，就能湊出來~10^43這個數。但是顯然他們自己也不太相信這個可能性。Bambi et al. 2008與此思路雷同，也是一坨小黑洞。

1.2 Titarchuk Chardonnet 2006說，如果銀河系超大質量黑洞周圍非常近（幾十個AU）有一些小質量（10^17 g，穀神星的萬分之一量級）的黑洞，那前者吸積盤產生的X射線和後者發出的黑體輻射相互作用，可以產生~10^42/s的正電子，可以作為超新星說的補充——這個理論感覺也純屬腦大開。

2、超新星元素衰變說
Chan Lingenfelter 1993認為，超新星爆炸時會炸出大量放射性元素，它們的衰變放出的正電子其中一部分可以逃逸到星際介質中，成為銀河系內彌散正負電子湮滅的正電子來源——這個聽上去比小黑洞什麼的靠譜多了。Martin et al. 2012, Alexis et al. 2014對這事做過模擬，結果是可以解釋一部分正電子來源，不能解釋全部，所以可能還需要其他一些機制進行補充。

3、毫秒脈衝星說
Wang 2007認為，毫秒脈衝星星風可以提供正電子源，但是由於正電子在脈衝星磁場中能傳播的距離很短，所以要獲得「彌散」的正電子分布，需要依賴毫秒脈衝星本身的「彌散」分布。

4、銀河系外吸積說
Vincenta et al. 2015認為，河外正電子源，如活動星系核，可以噴出正負電子對，充斥在星系際氣體中，然後被銀河系吸積進來。

5、暗物質說
Bai, Su Zhao 2012表示暗物質湮滅可以產生511 keV信號，還有一些其他文章也講了暗物質機制的，這個我就完全看不懂了。

刷文獻刷著刷著發現了一篇靠譜的綜述
我上述總結顯然不如這篇綜述靠譜：Prantzos et al. 2011對當時已有的一些研究做了綜述，他們把銀河系產生正電子的理論機制分為三類：
1、跟恆星元素核合成有關的：大質量恆星、超新星等在此類
2、跟緻密天體、宇宙線有關的高能過程：宇宙線、脈衝星、X射線雙星、黑洞等在此類
3、跟暗物質及其他非主流理論有關的。

他對各種可能機制的物理過程、能產生的正電子數、預測的空間分布等總結如下：

這張表說了一個意思：沒有任何一種已知機制可以單獨完全解釋銀河系正電子來源。

（我在參考文獻里還列了一個Morrill et al. 2000，是紐約大學物理系幾個學生2000年的小組作業，對2000年時該問題的進展做了一些綜述，也供參考。）

其他
Higdon et al. 2009研究了正電子在星際介質中的傳播問題，這篇跟問題無關，我留給自己參考。其中有張銀河繫結構示意圖挺有意思：

Ref:
Morrill et al. 2000 The Cloud in the Galactic Halo: Changing Ideas About the Center of Our Galaxy
Leventhal et al. 1978 Detection of 511 keV positron annihilation radiation from the galactic center direction
Purcell et al. 1997 OSSE Mapping of Galactic 511 keV Positron Annihilation Line Emission
Bouchet et al. 2010 On the Morphology of the Electron-Positron Annihilation Emission as Seen by Spi/INTEGRAL
Okele Rees 1980 Observational consequences of positron production by evaporating black holes
Frampton Kephart 2005 Primordial Black Holes, Hawking Radiation and the Early Universe
Titarchuk Chardonnet 2006 The Observed Galactic Annihilation Line: Possible Signature of Accreting Small-Mass Black Holes in the Galactic Center
Bambi et al. 2008 http://arxiv.org/abs/0801.2786
Chan Lingenfelter 1993 Positrons from supernovae
Martin et al. 2012 Galactic annihilation emission from nucleosynthesis positrons
Alexis et al. 2014 Monte Carlo modelling of the propagation and annihilation of nucleosynthesis pos
Wang 2007 511 keV line from millisecond pulsars in the Galactic center
Vincenta et al. 2015 The Galactic 511 keV Line and the Intergalactic Positron Density
Bai, Su Zhao 2012 http://arxiv.org/abs/1212.0864
Prantzos et al. 2011 The 511 keV emission from positron annihilation in the Galaxy
Higdon et al. 2009 The Galactic Positron Annihilation Radiation and the Propagation of Positrons in

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說百度百科不靠譜的同學們，你們其實並沒有錯。原來題干中說在銀河系盤面上方3500光年有一個反物質噴泉，這跟「噴泉在盤內，噴到了盤上面3500光年」意思大大的不一樣，百度百科所抄襲的新聞的文章譯者顯然並沒有理解這件事什麼意思。

不過雖然我們都知道百度百科不靠譜，一般謠言總有個源頭，有些東西也不一定是被故意傳謠，可能就是原始譯者水平不夠搞錯了，對這種情況，先別急著不理睬，可以挖掘一下原始材料，重新給出正確的解讀，這樣一點點努力才能把百度百科不靠譜的流毒清理掉。

另外，其實以1997年的視角來看，對當時新出的一個科學結果進行這樣的報道，完全合理且正面。但是從本題我們可以看出，科學發現是有反覆的，一個觀測結果很可能之後被另一個觀測結果證明是錯的。但是對這種在科學界其實無關痛癢的一個糾正，科學界沒有動力、媒體界也沒有動力為這種「糾正」再次進行公眾輿論傳播，這就造成了很多媒體報道的「科學進展」，最後可能只是白忙活一場的浪費感情，而且已經發布的報道會停留在互聯網輿論與資料集中，幾乎只能靠遺忘來糾正。

我在為什麼圖中星系的規模理論上不存在？ - 劉博洋的回答就已經評論過這個現象，不再贅述。我的觀點是：這種狀況的存在更加說明，科學傳播應該更注重對科學精神、科學方法的傳播，以及對科學興趣的啟發、對公眾理解和支持科學研究的促進，而不只是注重科學事實的普及。相較來說，科學教育會更多的注重已經經過沉澱的基本科學事實的傳達，但是科學教育其實也越來越有前面對科學傳播的幾方面要求。這些事情怎麼平衡，不是這裡能討論清楚的，先這樣。