費米數據分析揭示潛在暗物質湮滅訊號

编辑者： Uliana S.

С помощью телескопа «Ферми» НАСА исследователи обнаружили мощное гамма-излучение, исходящее из «галоподобной» структуры, окружающей Млечный Путь.

暗物質的存在，這種僅能透過其重力效應被偵測到的無形物質，始終是當代宇宙學中的核心假說之一。東京大學的戶谷友則教授最近發表了一項分析，這項分析可能為我們提供了對構成宇宙約27%質能的神秘成分的首次直接觀測證據。

戶谷教授於2025年11月26日在《宇宙學與粒子物理學期刊》上刊登了其研究成果。該研究處理了NASA費米太空望遠鏡在十五年間收集的數據。分析結果顯示，在排除所有已知輻射源之後，從銀河系中心區域發出了一種殘餘的伽瑪射線輝光，其形態呈現出一個光暈結構。觀測到的光子能量峰值精確地落在20吉電子伏特（GeV），這與理論預測的、由假設中的弱交互作用重粒子（WIMP）湮滅過程所產生的光譜完全吻合。這些觀測數據進一步暗示，這些WIMP粒子的質量可能約為質子質量的500倍。

如果這些數據能夠獲得證實，這將意味著人類首次「看見」了暗物質，這等同於發現了一種超越標準粒子物理學模型的全新基本粒子。暗物質的概念最早由天文學家弗里茨·茲威基在1930年代引入科學界。當時，他在觀測室女座星系團時發現了星系旋轉的異常現象，顯示僅憑可觀測物質的質量，不足以提供足夠的重力來維持系統的穩定。隨後，1932年，荷蘭天文學家揚·歐爾特也對暗物質的密度進行了更精確的估算，推測它可能由黯淡的恆星或隕石物質構成。

儘管這項發現具有潛在的重大意義，科學界仍呼籲保持審慎態度，指出在銀河系中心這樣物質密度極高的區域，要完全排除所有其他天體物理來源的輻射極為困難。來自薩里大學的賈斯汀·里德教授指出，富含暗物質的矮星系中並未觀察到類似的訊號。倫敦大學學院的金華·吳教授則強調，對於如此重大的主張，需要有「非同尋常的證據」。戶谷教授本人也同意，最終的確認需要觀察到在其他暗物質密度高的區域，特別是矮星系中，出現具有完全相同光譜特徵的伽瑪射線。

數十年來的實驗，包括使用地面探測器和大型強子對撞機等加速器對WIMP的探尋，迄今為止尚未得出確鑿的結論。與此同時，像LZ這樣的氙氣實驗已經為WIMP設定了嚴格的質量限制。另一方面，成立於2017年的全球氬氣暗物質合作組織（Global Argon Dark Matter Collaboration）等項目，正在開發基於惰性氣體的探測器，以探索其他質量範圍。當前公佈的結果，雖然尚未得到最終驗證，但無疑是這場近百年科學探索中一個關鍵且極具潛力的轉捩點。

dark matter

來源

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