摘要
一些科學(xué)家說，未來的十年將是暗物質(zhì)的十年，而探測這種神秘物質(zhì)的結(jié)果要么獲得成功，要么便是排除關(guān)于暗物質(zhì)到底是什么的最有希望的假設(shè)。
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一些科學(xué)家說，未來的十年將是暗物質(zhì)的十年，而探測這種神秘物質(zhì)的結(jié)果要么獲得成功，要么便是排除關(guān)于暗物質(zhì)到底是什么的最有希望的假設(shè)。但是兩位天體物理學(xué)家表示，天文學(xué)家或許已經(jīng)在我們自己的銀河系中央探測到暗物質(zhì)的信號。
美國加利福尼亞大學(xué)歐文分校的Kevork Abazajian和Manoj Kaplinghat在近日遞交給arXiv預(yù)印本服務(wù)器的一篇論文中報告說，來自美國宇航局(NASA)的星載費米伽馬射線空間望遠鏡的數(shù)據(jù)揭示了源自銀河系中心的一些額外的伽馬射線，它們可能是由彼此湮滅的暗物質(zhì)粒子所產(chǎn)生的。Abazajian表示：“這里肯定有一些來源，它符合對于暗物質(zhì)的解釋?！比欢渌难芯咳藛T認為，這些額外的伽馬射線可能是Abazajian和Kaplinghat模擬伽馬射線通量的方式所產(chǎn)生的假象，或者可能源自更為普通的來源。
天文學(xué)家有充分的證據(jù)，證明暗物質(zhì)提供了大部分的引力，從而防止恒星沖出星系。而且，宇宙學(xué)家已經(jīng)指出，暗物質(zhì)占據(jù)了宇宙中所有物質(zhì)的85%。但是，物理學(xué)家并不知道暗物質(zhì)到底是什么。
最主要的假設(shè)認為，暗物質(zhì)可能是由弱作用大質(zhì)量粒子，或者說WIMPs構(gòu)成，這是由一些理論所預(yù)測的。WIMPs足夠多到可以產(chǎn)生大量引力，但卻與普通物質(zhì)僅有非常微弱的相互作用。每個星系都會在內(nèi)部形成一個巨大的WIMPs云團。
物理學(xué)家正在通過多種途徑尋找WIMPs。一些人正在嘗試用精致敏感的地下探測器找到它們。其他人則希望在全世界最大的粒子加速器——位于瑞士的大型強子對撞機——上生成WIMPs。當(dāng)WIMPs碰撞在一起形成普通物質(zhì)，例如伽馬射線時，它們也會彼此湮滅，并且天體物理學(xué)家如今正在梳理天空以尋找此類湮滅的跡象。
Abazajian和Kaplinghat表示，400多位與費米人造衛(wèi)星一道工作的研究人員或許已經(jīng)找到了證據(jù)。這兩位理論學(xué)家分析了采集自2008年8月至2012年6月的數(shù)據(jù)，并聚焦于銀河系中央附近的一塊7度乘以7度的天空。相對于每4個能量量程，研究人員繪制了跨越這塊天空的輻射情況。他們將每個地圖負載于由費米人造衛(wèi)星在這一區(qū)域發(fā)現(xiàn)的包括17個點狀伽馬射線源的“基準(zhǔn)模型”，一個源自銀河系中心普通輻射的“彌散”背景，和一個空間統(tǒng)一的背景之上。
研究人員隨后將這些數(shù)據(jù)加載到另一個包括了來自暗物質(zhì)湮滅貢獻的模型中，其中包含了這些暗物質(zhì)分布的理論評估以及粒子湮滅如何產(chǎn)生伽馬射線。他們發(fā)現(xiàn)，添加的暗物質(zhì)湮滅大大改善了這種加載，從而意味著那里有來自暗物質(zhì)的額外的伽馬射線。
其他研究人員，包括美國伊利諾伊州巴達維亞市費米國家加速器實驗室的Daniel Hooper已經(jīng)提出了類似的論斷。事實上，Abazajian之前曾極力反對這種解釋。但是Abazajian指出，新的分析表明，暗物質(zhì)假說在三個關(guān)鍵方向上符合了這些數(shù)據(jù)——它具有恰當(dāng)?shù)哪芰糠植肌⑶‘?dāng)?shù)目臻g分布，以及恰當(dāng)?shù)膹姸?。他說：“當(dāng)我看到這些，我便想：‘不會吧!’”但是Abazajian警告說，伽馬射線也可能來自于一個并不是那么獨特的來源，例如之前未被發(fā)現(xiàn)的脈沖星。
費米人造衛(wèi)星研究團隊成員之一、加利福尼亞大學(xué)圣克魯茲分校的理論天體物理學(xué)家Stefano Profumo表示，這些伽馬射線或許能夠用一種更為簡單的方式加以解釋。Profumo說，Abazajian和Hooper的分析關(guān)鍵取決于彌散的星系背景模型。他說，該模型已被派生來描繪圍繞銀河系中心的一個更大的區(qū)域，并且“完全無視于星系中心的細節(jié)”。因此，他警告說，加載的數(shù)據(jù)在該模型上的使用可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)性的結(jié)果。盡管如此，Profumo依然贊同星系中心是尋找暗物質(zhì)證據(jù)的一個主要區(qū)域。
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