我們終于“看見”暗物質(zhì)？費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡拍到銀河系外的“幽靈光暈”

宇宙里藏著個(gè)大秘密——占了總質(zhì)量25%的暗物質(zhì)，從來沒人真的“看見”過。它像幽靈一樣，不發(fā)光、不反射光，甚至不跟普通物質(zhì)“打招呼”，卻用引力拽著星系不散架。最近，天文學(xué)家可能終于抓住了它的“影子”。

銀河系外的“幽靈光暈”，藏著暗物質(zhì)的信號(hào)？

東京大學(xué)的TomonoriTotani教授，用NASA費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡盯了15年，終于在銀河系周圍發(fā)現(xiàn)了像光暈一樣的結(jié)構(gòu)，里面飄著超強(qiáng)的伽馬射線。這些射線的能量極高，而且剛好來自科學(xué)家預(yù)測的“暗物質(zhì)聚集區(qū)”——銀河系的halo區(qū)域（就是星系外圍的“暈”）。

“之前銀河系中心的伽馬射線是集中在核心，這次的信號(hào)是散在halo里的，”Totani教授說，“這很可能是暗物質(zhì)發(fā)出的輻射。”

這不是隨便猜的——這些伽馬射線的能量，剛好符合科學(xué)家對(duì)暗物質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵猜想：WIMP粒子碰撞。

暗物質(zhì)不是“看不見”，是“摸不著”

暗物質(zhì)到底是什么？科學(xué)家猜它是一種叫WIMP的粒子（弱相互作用大質(zhì)量粒子）。這種粒子比質(zhì)子大得多，卻像幽靈一樣——穿過多層鋼板都不會(huì)碰到任何東西。但當(dāng)兩個(gè)WIMP撞在一起，就會(huì)“湮滅”，放出伽馬射線——就像兩個(gè)幽靈打架，撞出了火花。

之前我們只能通過引力“猜”暗物質(zhì)在哪兒：比如星系旋轉(zhuǎn)得太快，要是沒有暗物質(zhì)的引力拉著，恒星早飛出去了。但這次，Totani教授說，我們可能直接“看見”了暗物質(zhì)的“火花”。

WIMP碰撞的“煙花”，伽馬射線里的暗物質(zhì)痕跡

為什么說這些伽馬射線是暗物質(zhì)的“證據(jù)”？因?yàn)樗鼈兊哪芰縿偤梅蟇IMP湮滅的預(yù)測。而且，這些射線來自“暗物質(zhì)應(yīng)該最多的地方”——銀河系halo區(qū)域。

“如果是普通天體，比如恒星或黑洞，根本發(fā)不出這么高能量的伽馬射線，”沒參與研究的暗物質(zhì)專家MoortsMuru博士說，“所以Totani的猜想很有道理。”

這到底是暗物質(zhì)，還是黑洞的“余波”？

不過，不是所有人都買賬。約翰霍普金斯大學(xué)的JoeSilk教授就覺得，“結(jié)論下得太早了”。

他提出另一種可能：這些伽馬射線可能來自銀河系中心黑洞的一次大爆炸。100億年前，黑洞爆發(fā)造出了“費(fèi)米氣泡”（星系兩邊的巨大結(jié)構(gòu)），同時(shí)把大量高能粒子甩進(jìn)太空。這些粒子和周圍氣體碰撞，也會(huì)產(chǎn)生伽馬射線——“這可能才是真正的原因，”Silk教授說，“Totani沒考慮到這個(gè)因素。”

還要等更多“證據(jù)”，但已經(jīng)邁出了一大步

Totani教授也承認(rèn)，現(xiàn)在還不能100%確定這就是暗物質(zhì)。他需要更多數(shù)據(jù)：比如附近的矮星系（暗物質(zhì)占比更高）有沒有同樣的伽馬射線信號(hào)？如果有，就能更確定這是暗物質(zhì)的“指紋”。

“未來會(huì)有更多數(shù)據(jù)，”他說，“我相信這些數(shù)據(jù)會(huì)支持我的猜想。”

不管最終結(jié)論是什么，這次發(fā)現(xiàn)都是暗物質(zhì)研究的一大步——我們終于從“猜”，變成了“直接找它的痕跡”。要是真的“看見”了暗物質(zhì)，宇宙的拼圖就補(bǔ)上了最重要的一塊。

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