发现暗物质粒子最引人注目的信号
（神秘的地球）据凤凰科技（编译/严炎刘星）：新科学家报道，近日科学家们发现来自银河系中央的明亮伽马射线薄雾很可能是暗物质粒子在太空中相互湮灭的迹象。同时，来自矮星系的相似信号进一步支持了这一假设。“这是目前为止我们发现暗物质粒子最引人注目的信号。” 美国伊利诺州巴达维亚费米国家加速器实验室的天体物理学家丹・霍普(Dan Hooper)这样说道。
霍普和他的同事自2009年就开始研究这一信号，逐渐建立了暗物质是背后原因的理论。在最新的研究里，研究小组表示这些粒子可能比之前预想的更重，这使得它与某些最简单的暗物质理论相符。然而，其中也存在一个问题：更重的粒子将与试图直接检测这些粒子的实验所产生的难以捉摸的物质发生冲突。
据称暗物质组成了宇宙物质的80%，目前为止科学家们尚未发现它通过引力以外的作用力与正常物质发生相互作用，且没有人知道这些物质是由什么组成的，其中一种候选者便是一种名为弱相互作用大质量粒子(Weakly Interacting Massive Particle,简称WIMP)的假想粒子，后者会通过微弱的核力与正常物质发生作用。如果事实的确如此，在地下深处进行的实验应该能够直接观测到它的存在，或者在WIMP与其它粒子碰撞和消失后留下的余光里间接观测到它。
霍普和他的同事在美国宇航局费米太空望远镜公布的公开数据里首次发现了暗物质碰撞的潜在信号。这些数据显示了来自星系中央异常明亮的伽马射线光，这片区域被认为是暗物质集中营。在最近发表的文章里，霍普和同事概述了他们进行的测试，以排除伽马射线源是其它能够模拟暗物质特性的天体的可能性，例如高速旋转的脉冲星。他们还标绘了银河系盘地图里最有特点的伽马射线。减去已知的背景层，他们发现额外的伽马射线形成了一个环绕银河系中央的球体。球体半径延伸至5000光年――比之前测量所能观测得更远，且比脉冲星能够产生的放射还要远，霍普这样说道。
“在这种情况下，没有任何已知或者被提出的天体物理学机制或来源能够解释这样的放射，“霍普说道。”但这并不排除尚未构想或提出的理论，我们一直很努力的设想可能的来源，但仍一无所获。“
美国加州大学尔湾分校的天体物理学家克沃尔基・阿巴扎居安(Kevork Abazajian)认为一种罕见的脉冲星类型或可能解释这种信号。但他也表示不排除暗物质的可能。“它的外形看起来像鸭子，具备暗物质所拥有的所有特征，这非常了不起。” 阿巴扎居安说道。“在进一步的研究里我们可能会有不可思议的发现，也即这就是暗物质，或者我们了解到有关脉冲星的新知识。”
天体物理学家表示在矮星系里发现相同信号将支持这一理论。这些小天体应该具有大量暗物质，但因为密度较低而很难检测到它们的信号。现在利用美国宇航局太空望远镜进行研究的科学家们在环绕银河系的25个矮星系里发现过量伽马射线的试验性线索，这些信号似乎与霍普小组发现的信号相匹配。
“这并非新发现证实了之前的假设这么简单，”霍普说道。“但这是个线索，或可能暗示了本质上来说这一信号与星系中央发现的信号是一样的。”去年霍普研究的信号似乎来自质量约为10千兆电子伏（GeV）的WIMP，这接近理论预测的WIMP质量范围的下限。而这一质量与地下探测器发现的暗物质线索相符，后者展示出某些相似的质量较轻的WIMP的迹象。
而现在发现的信号似乎来自质量为30至40千兆电子伏的粒子，这更接近最简单的暗物质理论的预测，但与直接实验的发现互不相容。“较重的WIMP是宇宙大爆炸后的标准热能遗骸。”可能的解决办法便是利用目前最敏感的的地下探测器LUX决定哪一种WIMP才是最后的赢家。在另一篇单独生物文章里，霍普预测最早至明年，诸如LUX这样的探测器应该能够发现更重的WIMP。
利用太空望远镜的科研小组将能够获得更多尚未公布的伽马射线数据，他们正在进行各自的分析。“我们正在对这片天空区域进行分析，希望能够尽快获得结果。”费米望远镜科学家、美国加州大学尔湾分校的天体物理学家西蒙娜・穆吉亚(Simona Murgia)这样说道。“在分析结束之前我们无法证实或者排除其它人的研究。他们是非常优秀的科学家，进行了很有趣的研究，但不同的分析产生一致的结果是继续研究必需的一步。”
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