摘要
一些科學(xué)家說(shuō)，未來(lái)的十年將是暗物質(zhì)的十年，而探測(cè)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)。
內(nèi)容
一些科學(xué)家說(shuō)，未來(lái)的十年將是暗物質(zhì)的十年，而探測(cè)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(cè)到暗物質(zhì)的信號(hào)。
美國(guó)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(bào)告說(shuō)，來(lái)自美國(guó)宇航局(NASA)的星載費(fèi)米伽馬射線(xiàn)空間望遠(yuǎn)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(xiàn)，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(lái)源，它符合對(duì)于暗物質(zhì)的解釋?！比欢渌难芯咳藛T認(rèn)為，這些額外的伽馬射線(xiàn)可能是Abazajian和Kaplinghat模擬伽馬射線(xiàn)通量的方式所產(chǎn)生的假象，或者可能源自更為普通的來(lái)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(rèn)為，暗物質(zhì)可能是由弱作用大質(zhì)量粒子，或者說(shuō)WIMPs構(gòu)成，這是由一些理論所預(yù)測(cè)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(gè)星系都會(huì)在內(nèi)部形成一個(gè)巨大的WIMPs云團(tuán)。
物理學(xué)家正在通過(guò)多種途徑尋找WIMPs。一些人正在嘗試用精致敏感的地下探測(cè)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(qiáng)子對(duì)撞機(jī)——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(xiàn)時(shí)，它們也會(huì)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(lèi)湮滅的跡象。
Abazajian和Kaplinghat表示，400多位與費(fèi)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(duì)于每4個(gè)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(gè)地圖負(fù)載于由費(fèi)米人造衛(wèi)星在這一區(qū)域發(fā)現(xiàn)的包括17個(gè)點(diǎn)狀伽馬射線(xiàn)源的“基準(zhǔn)模型”，一個(gè)源自銀河系中心普通輻射的“彌散”背景，和一個(gè)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(gè)包括了來(lái)自暗物質(zhì)湮滅貢獻(xiàn)的模型中，其中包含了這些暗物質(zhì)分布的理論評(píng)估以及粒子湮滅如何產(chǎn)生伽馬射線(xiàn)。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(lái)自暗物質(zhì)的額外的伽馬射線(xiàn)。
其他研究人員，包括美國(guó)伊利諾伊州巴達(dá)維亞市費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的Daniel Hooper已經(jīng)提出了類(lèi)似的論斷。事實(shí)上，Abazajian之前曾極力反對(duì)這種解釋。但是Abazajian指出，新的分析表明，暗物質(zhì)假說(shuō)在三個(gè)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?、恰?dāng)?shù)目臻g分布，以及恰當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。他說(shuō)：“當(dāng)我看到這些，我便想：‘不會(huì)吧!’”但是Abazajian警告說(shuō)，伽馬射線(xiàn)也可能來(lái)自于一個(gè)并不是那么獨(dú)特的來(lái)源，例如之前未被發(fā)現(xiàn)的脈沖星。
費(fèi)米人造衛(wèi)星研究團(tuán)隊(duì)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(xiàn)或許能夠用一種更為簡(jiǎn)單的方式加以解釋。Profumo說(shuō)，Abazajian和Hooper的分析關(guān)鍵取決于彌散的星系背景模型。他說(shuō)，該模型已被派生來(lái)描繪圍繞銀河系中心的一個(gè)更大的區(qū)域，并且“完全無(wú)視于星系中心的細(xì)節(jié)”。因此，他警告說(shuō)，加載的數(shù)據(jù)在該模型上的使用可能會(huì)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(gè)主要區(qū)域。
相關(guān)資料