有爭(zhēng)議的暗物質(zhì)主張可能會(huì)卷土重來。三年前，一個(gè)由粒子天體物理學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)似乎消除了這樣的想法，即我們銀河系中心的伽瑪射線會(huì)從暗物質(zhì)中發(fā)出微弱的輝光，暗物質(zhì)是引力將銀河凝聚在一起的神秘物質(zhì)。研究小組在一項(xiàng)新研究中報(bào)告說，但是關(guān)于伽瑪射線不是來自更普通的來源(例如被稱為脈沖星的中子星旋轉(zhuǎn))的結(jié)論可能太倉(cāng)促了。因此暗物質(zhì)假說畢竟可能還活著。

伊利諾伊州巴達(dá)維亞費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室(Fermilab)的理論家丹·霍珀(Dan Hooper)表示：“我確信有些人會(huì)再次考慮[輝光]的暗物質(zhì)解釋。”研究。其他人則不太確定會(huì)有這樣的復(fù)興。

桶匠和他的費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室同事麗莎·古德諾(Lisa Goodenough)在研究NASA軌道費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)時(shí)，于2009年發(fā)現(xiàn)了無法解釋的伽馬射線輝光。被稱為銀河系中心多余部分的光芒籠罩了銀河系的心臟。在半徑為30°的銀河中心周圍的天空上繪制一個(gè)圓圈，多余的部分將占來自其中的所有伽瑪射線的2%。

桶匠和古德納夫立即建議輝光可能是暗物質(zhì)的證據(jù)。物理學(xué)家認(rèn)為，整個(gè)銀河系都埋藏在一塊巨大的暗物質(zhì)云中，就像大理石中的顏色漩渦一樣，暗物質(zhì)在中間最為密集。理論通常認(rèn)為，很少有兩個(gè)暗物質(zhì)粒子碰撞時(shí)，它們應(yīng)該相互an滅以產(chǎn)生普通粒子，例如觀察到的高能光子或伽馬射線。銀河中心過剩的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了對(duì)“模型構(gòu)建”的狂熱，在其中，理論家試圖編造適合數(shù)據(jù)的暗物質(zhì)的特定理論。

但是，伽瑪射線也可能來自脈沖星等不太常見的來源。2015年，位于劍橋的麻省理工學(xué)院(MIT)的粒子天體物理學(xué)家Tracy Slatyer及其同事似乎證明，所有銀河系中心過剩都可能來自脈沖星群，這些脈沖星太微弱，費(fèi)米無法分辨?zhèn)€別地。

爭(zhēng)論很棘手。為了單獨(dú)看到微弱的伽瑪射線過量，研究人員必須首先從幾十個(gè)其他已知來源中減去貢獻(xiàn)。其中包括銀河系的明亮圓盤，銀河系以外的來源以及巨大的“費(fèi)米氣泡”，太空望遠(yuǎn)鏡在我們銀河系平面的兩側(cè)發(fā)現(xiàn)的伽馬射線發(fā)射波瓣。那在銀河系的中心留下了像牛眼一樣的光芒。然后，為了確定多余的光是來自暗物質(zhì)還是脈沖星，研究人員沒有分析光的空間分布，而是分析了更微妙的東西：顆粒狀。

輝光的數(shù)字圖像由大約12,000個(gè)像素組成，每個(gè)像素都包含少量的伽馬射線光子，每個(gè)像素之間的數(shù)量不同。如果光子來自暗物質(zhì)，應(yīng)該在銀河系中平穩(wěn)分布，那么這些變化應(yīng)該具有可預(yù)測(cè)的大小。如果它們來自脈沖星等點(diǎn)源，則變化應(yīng)該更大，并且圖像應(yīng)該更顆粒。那是因?yàn)槊總€(gè)像素中脈沖星的數(shù)量也會(huì)變化，從而導(dǎo)致像素間像素的額外變化。

在2015年，Slatyer的小組報(bào)告說這張照片是如此粗糙，以至于它很可能是由脈沖星產(chǎn)生的。這項(xiàng)研究產(chǎn)生了很大的影響。Hooper和Goodenough的原始論文被引用從2015年的120多個(gè)降至去年的40多個(gè)。

但是現(xiàn)在，Slatyer和MIT博士后Rebecca Leane發(fā)現(xiàn)了用于減去對(duì)伽馬射線通量的其他貢獻(xiàn)的不同空間模式或模板的問題。特別是，如果針對(duì)不同類型的點(diǎn)源的模板不正確，則對(duì)模擬數(shù)據(jù)的測(cè)試表明，該分析往往會(huì)嚴(yán)重低估更平滑的暗物質(zhì)信號(hào)。Leane說：“如果我們無法正確建模，則似乎正在去除暗物質(zhì)。”實(shí)際上，當(dāng)研究人員將模擬的暗物質(zhì)信號(hào)注入真實(shí)的費(fèi)米數(shù)據(jù)時(shí)，他們的分析不一定能找到它，他們?cè)凇段锢碓u(píng)論快報(bào)》上的一篇論文中進(jìn)行了報(bào)道。Leane解釋說，因此真正的暗物質(zhì)信號(hào)可能存在??于數(shù)據(jù)中，而他們可能錯(cuò)過了它。

粒子理論家會(huì)再次對(duì)銀河系中的多余部分感到困惑嗎?桶匠希望他們會(huì)。他說：“我不知道失去興趣的人中有5%還是50%或90%會(huì)回來，”其他人說，銀河系中心的過剩很可能仍然太含糊，無法進(jìn)行果斷的分析。紐約市紐約大學(xué)的理論家格倫尼斯·法拉爾(Glennys Farrar)說：“到目前為止，我看不到任何用傳統(tǒng)的天體物理學(xué)無法解釋的東西。”