費(fèi)爾米實(shí)驗(yàn)室的研究人員分析了數(shù)據(jù)，從銀河系中心噴出的射線可能含有暗物質(zhì)的線索，他們觀測(cè)了銀河系中心的噴發(fā)現(xiàn)象，在伽瑪射線的噴發(fā)景觀中似乎找到了暗物質(zhì)的痕跡。暗物質(zhì)和從銀心噴出的射線可能存在未知的聯(lián)系，這是一條新的研究路徑。人們對(duì)暗物質(zhì)的神秘屬性知之甚少，它是的一種不發(fā)光的物質(zhì)，暗物質(zhì)構(gòu)成了宇宙總物質(zhì)的大部分?？茖W(xué)團(tuán)隊(duì)使用了NASA的費(fèi)爾米伽瑪射線望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)分析中提出了暗物質(zhì)的可性能。費(fèi)爾米國(guó)家加速實(shí)驗(yàn)室（FermiLab）、哈佛-斯密森尼天體物理研究中心（CFA）、麻省理工學(xué)院（MIT）和芝加哥大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的圖形技術(shù)。

通過(guò)圖像分析得到了從銀心發(fā)射的高能伽瑪射線，實(shí)際上在銀河系中心有過(guò)量的射線，過(guò)去對(duì)過(guò)量的射線源沒(méi)有給出合理的解釋?zhuān)茖W(xué)團(tuán)現(xiàn)在認(rèn)為，銀心過(guò)量的射線與暗物質(zhì)理論的解釋保持了一致，暗物質(zhì)的相互作用可能產(chǎn)生了過(guò)量的射線。費(fèi)爾米實(shí)驗(yàn)室位于巴達(dá)維亞，實(shí)驗(yàn)室的天體物理學(xué)家丹·胡珀解釋說(shuō)，新開(kāi)發(fā)的圖形技術(shù)對(duì)分析過(guò)量的射線十分有效，以往的科學(xué)家考慮了常規(guī)性的解釋?zhuān)T如：過(guò)量的射線可能來(lái)源于類(lèi)星體和宇宙射線，氣體云團(tuán)的碰撞產(chǎn)生過(guò)量的射線。

目前的常規(guī)理論很難解釋過(guò)量射線的來(lái)源，也與暗物質(zhì)簡(jiǎn)單模型的預(yù)測(cè)相違背。銀心充斥了各種伽瑪射線源，有相互作用的雙星系和單脈沖星，有從超新星暴留下的殘骸和物質(zhì)粒子、星際氣體的撞擊。從多樣性的射線源進(jìn)行推測(cè)，暗物質(zhì)在星系中心的分布密度最高，有必要從星系中心尋找暗物質(zhì)的蹤跡。目前，科學(xué)家主要通過(guò)暗物質(zhì)對(duì)普通物質(zhì)的引力作用來(lái)推斷暗物質(zhì)存在的可能，星系結(jié)構(gòu)通過(guò)暗物質(zhì)的巨大作用得以建立，暗物質(zhì)是星系形成的動(dòng)力之源。

科學(xué)家對(duì)暗物質(zhì)真實(shí)的性質(zhì)了解甚少，他們假設(shè)了大質(zhì)量的WIMPs粒子，這是一種只有弱相互作用的暗物質(zhì)粒子，作為暗物質(zhì)粒子的主要候選對(duì)象，科學(xué)家預(yù)測(cè)了多個(gè)類(lèi)型的WIMPs，有些WIMPs粒子可能有其中之一的性質(zhì)：其一是粒子在相互作用中產(chǎn)生了湮滅現(xiàn)象，其二是在它們的相互作用中產(chǎn)生了快速衰減的中間階段粒子。無(wú)論有哪一種性質(zhì)，當(dāng)WIMPs粒子發(fā)生了相互碰撞之后，它們會(huì)以伽瑪射線輻射的方式完成生命的周期。伽瑪射線是最高能量的光線，費(fèi)爾米大視域望遠(yuǎn)鏡（LAT）對(duì)一定能量范圍的伽瑪射線進(jìn)行測(cè)量。

科學(xué)團(tuán)隊(duì)從LAT的銀心觀測(cè)資料中仔細(xì)剔除了已知的伽瑪射線源，存在殘余的過(guò)量伽瑪射線，最突出的特征在于能量的范圍為10億到30億電子伏特（Gev），能量的級(jí)別基本上相當(dāng)于可見(jiàn)光能量的10億倍，高能射線從銀心開(kāi)始向外延伸，達(dá)到了5000光年遠(yuǎn)的區(qū)域。發(fā)生湮滅作用的暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量從31到40電子伏特，它們是產(chǎn)生伽瑪射線的合適粒子，從而解開(kāi)了過(guò)量伽瑪射線的來(lái)源之謎，這些過(guò)量的射線從銀心發(fā)出，向外均勻噴射的射線束呈對(duì)稱(chēng)性分布。

《物理學(xué)評(píng)論D》發(fā)表了胡珀科學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究成果，應(yīng)用暗物質(zhì)機(jī)制解釋了過(guò)量伽瑪射線的來(lái)源，其它的理論解釋有所不同，拋開(kāi)暗物質(zhì)介入的解釋方式都遇到了很大的困難，。麻省理工學(xué)院（MIT）位于坎布里奇，學(xué)院的理論物理學(xué)家特雷西·斯列泰爾解釋說(shuō)，經(jīng)過(guò)歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）的實(shí)驗(yàn)，研究人員直接探測(cè)了特定質(zhì)量范圍的暗物質(zhì)粒子，從實(shí)驗(yàn)室了解暗物質(zhì)粒子的相互作用，相應(yīng)的天文探測(cè)活動(dòng)十分缺乏。從LAT得到了探測(cè)信號(hào)，科學(xué)團(tuán)隊(duì)的成員在振奮之余，沒(méi)有停止天文探測(cè)的過(guò)程，他們假想了暗物質(zhì)粒子在相互湮滅中產(chǎn)生了伽瑪射線信號(hào)。

CFA位于坎布里奇，研究中心的天文學(xué)和物理學(xué)教授道格拉斯·芬克拜納解釋說(shuō)，銀心出現(xiàn)了過(guò)量的伽瑪射線現(xiàn)象，科學(xué)家已經(jīng)列舉了一份射線源的清單，使用了排除法，已知的射線源被剔除，剩下的射線源可能帶來(lái)了過(guò)量的射線，剩余的射線源可能最終指向了暗物質(zhì)。LAT項(xiàng)目的主要研究員、斯坦福大學(xué)的物理學(xué)教授彼得·邁克遜解釋說(shuō)，他們?cè)阢y心過(guò)量伽瑪射線的研究中開(kāi)發(fā)了新的技術(shù)，在費(fèi)爾米射線望遠(yuǎn)鏡和LAT項(xiàng)目合作的過(guò)程中，不斷開(kāi)發(fā)和應(yīng)用了先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)星系中心區(qū)不同尋常的復(fù)雜性進(jìn)行觀測(cè)和分析，追蹤過(guò)量伽瑪射線的來(lái)源。

銀心有的巨量的暗物質(zhì)，它們可能是過(guò)量射線的根源，不同類(lèi)型的伽瑪射線源混合在一起，主要性質(zhì)掩蓋在復(fù)雜的現(xiàn)象中，每一類(lèi)射線源都有可能是過(guò)量射線的來(lái)源，然而，當(dāng)科學(xué)家將視線從銀心轉(zhuǎn)移到其它的星系時(shí)，似乎有了水落石出的答案，他們清醒地認(rèn)識(shí)到，暗物質(zhì)的作用有可能是過(guò)量射線的來(lái)源。在銀河系周?chē)D(zhuǎn)動(dòng)的矮星系似乎有巨量的暗物質(zhì)，矮星系似乎是已知的暗物質(zhì)數(shù)量的最大源泉。

矮星系缺失了其它類(lèi)型的伽馬瑪射線源，矮星系比銀心含有的暗物質(zhì)數(shù)量多，但矮星系處在更為遙遠(yuǎn)的地方，天文學(xué)家只能收到更微弱的伽瑪射線信號(hào)，需要對(duì)矮星系的微弱射線信號(hào)進(jìn)行更多的觀測(cè)。過(guò)去4年，LAT項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)矮星系信號(hào)和暗物質(zhì)線索進(jìn)行了分析，在研究成果的基礎(chǔ)上，他們建立了比較嚴(yán)格的暗物質(zhì)粒子WIMPs質(zhì)量范圍和相互作用的指標(biāo)。2014年2月11日，費(fèi)爾米射線望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)記錄了一次小規(guī)模的過(guò)量伽瑪射線信號(hào)，獲得了較高的研究?jī)r(jià)值。

卡福利研究所、斯坦福大學(xué)和國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室處在同一地區(qū)，LAT的項(xiàng)目成員、卡福利研究所的粒子天體物理學(xué)家和宇宙學(xué)家艾略特·布魯姆解釋說(shuō)，從矮星系接收的信號(hào)不是伽瑪射線發(fā)出的，而是伽瑪射線背景的某種量子漲落，這種可能性只有大約十二分之一，。天文學(xué)家在實(shí)施大視域數(shù)字巡天計(jì)劃的過(guò)程中將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的矮星系。費(fèi)爾米射線太空望遠(yuǎn)鏡將持續(xù)收集觀測(cè)數(shù)據(jù)，從矮星系搜索到更強(qiáng)信號(hào)的可能性是存在的，如果在矮星系接收到有價(jià)值的射線信號(hào)，那么更為強(qiáng)烈的射線信號(hào)可能作為一種旁證，銀河系中心確實(shí)有巨量的暗物質(zhì)，從銀心噴發(fā)的伽瑪射線可能源于暗物質(zhì)粒子的相互作用。

（編譯：2021-4-11）