费米望远镜检测到的信号可能是暗物质的第一个直接图像

东京大学的研究人员分析了美国宇航局费米伽马射线太空望远镜的数据，发现来自银河系中心的过量伽马辐射。该信号呈现出与暗物质粒子湮灭相一致的特征，这是理论模型几十年来预测的现象。

在消除已知的伽马射线源后，这次探测发生在银河系中心周围约 100 度的区域。该研究发表在《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上。

这项工作仍在等待其他团队的独立确认，因为传统的天体物理现象可以产生类似的信号。

过量伽马射线的来源

科学家们从银河地图中减去了所有已知的贡献，例如脉冲星、超新星遗迹和宇宙微波背景辐射。剩下的是能量为几吉伏的弥散信号，集中在银河晕中。

这种模式与 WIMP（弱相互作用大质量粒子）暗物质粒子的预测相吻合，这些粒子会相互湮灭并产生伽马射线对。

观察到的排放曲线

能谱峰值约为 2 至 10 GeV。空间分布遵循暗物质密度 (ρ²) 预期的二次分布。强度在银河系中心最强，并向外围区域逐渐减弱。即使在应用不同的天体物理背景模型后，信号仍然存在。

寻找暗物质的历史

1933年，Fritz Zwicky通过观察后发星团中星系的运动提出了暗物质的存在。 Vera Rubin 在 20 世纪 70 年代通过螺旋星系的旋转曲线证实了这一现象。据估计，暗物质约占宇宙总质量的 85%。30 多年来，地下实验和对撞机一直在寻找这种粒子，但没有直接探测到

研究中使用的方法

该团队使用了费米望远镜的 LAT 仪器收集了 14 年的数据。他们应用了过去五年开发的先进背景扣除技术。他们测试了 100 多种已知伽马射线源的不同模型。在所有分析中，残余信号仍然具有统计显着性。

研究的后续步骤

未来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）等天文台将能够以更高的灵敏度验证信号。补充性间接实验继续分析反物质和中微子数据。确认需要整合多个独立证据。

对粒子物理学的重要性

如果得到证实，检测结果将表明存在超出标准模型的新粒子。粒子的估计质量将在数十至数百 GeV/c² 范围内。这一发现将为理解宇宙的主要成分以及大爆炸以来宇宙结构的形成开辟道路。

尽管科学界在进一步验证之前仍保持谨慎态度，但检测到的信号代表了迄今为止暗物质直接证据的最强候选者。