暗物质潜伏在无形之中,塑造着星系却拒绝显现。现在,NASA费米望远镜伽马射线数据可能直接发现暗物质特征,东京大学天文学家Tomonori Totani认为准确检测到假想WIMP粒子碰撞湮灭时释放的高能光子,可能是人类首次直接看到暗物质证据。
1930年代初期,瑞士天文学家Fritz Zwicky注意到许多星系移动速度远大于可见质量能解释的速度,于是他提出一种看不见的结构——暗物质,提供维持这些星系完好无损所需的额外质量及引力。
自Fritz Zwicky提出暗物质以来,科学家只能通过观察暗物质影响恒星、星系的方式“间接”研究,最大原因是暗物质不与电磁力相互作用,不吸收、反射或发射光。
科学家也提出一些暗物质假想粒子类型,最有潜力比如大质量弱相互作用粒子(WIMP),这种粒子比质子重,当2个WIMP碰撞会相互湮灭并释放高能粒子,包括伽马射线光子。
最近东京大学天文学家Tomonori Totani利用NASA费米伽马射线太空望远镜新观测数据,寻找理论预期的WIMP粒子相关信号,可能首度识别出与暗物质粒子湮灭预测结果一致的伽马射线。
Tomonori Totani团队检测到光子能量20 GeV的伽马射线,以晕状结构向银河系中心延伸,伽马射线发射组成非常符合暗物质晕预期形状,进一步分析表明能量谱(伽马射线强度分布)与质量约质子500倍的WIMP粒子湮灭时预测之结果一致,基于伽马射线亮度估计的WIMP湮灭率也符合既定理论预期。
这些测量结果无法简单以其他已知天文现象或常见伽马射线源解释,Tomonori Totani认为这些数据是暗物质发射强烈迹象。
如果研究得到其他研究人员独立验证,除了代表人类首次捕捉到暗物质直接证据,也证明暗物质是一种未包含在当前粒子物理标准模型中的全新粒子。
新论文发表在《Cosmology and Astroparticle Physics》期刊。
(首图来源:pixabay)
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