幾十年來，天體物理學(xué)家一直認(rèn)為，某種看不見的暗物質(zhì)必須彌漫在星系中并將它們保持在一起，盡管其本質(zhì)仍然是個謎?，F(xiàn)在，三位物理學(xué)家聲稱，他們對空曠的天空的觀察排除了對這種奇怪物質(zhì)的一種可能的解釋-這種奇怪的物質(zhì)是由被稱為無菌中微子的不尋常粒子組成的。但是其他人則認(rèn)為數(shù)據(jù)表明沒有這種事情。

我認(rèn)為對于社區(qū)中的大多數(shù)人來說，這只是故事的結(jié)局，”研究作者本·阿明頓(Ann Arbor)的密西根大學(xué)的天體物理學(xué)家本杰明·薩夫迪(Benjamin Safdi)說。但是加州大學(xué)歐文分校的理論物理學(xué)家Kevork Abazajian表示，新的分析存在嚴(yán)重缺陷。他說：“說實話，這是櫻桃挑選我所見數(shù)據(jù)的最糟糕的情況之一。”在未發(fā)表的作品中，另一個小組觀察了類似的天空，看到了與薩夫迪相同的無菌中微子的跡象。

天體物理學(xué)家認(rèn)為，每個星系都形成并駐留在一個巨大的暗物質(zhì)團(tuán)塊(或稱“光暈”)中，就像桃子的坑一樣。不可見物質(zhì)的引力有助于防止其中的恒星飛入空曠的空間。理論物理學(xué)家夢dream以求的是，許多可能構(gòu)成暗物質(zhì)的假想粒子，其中的近親是近乎無質(zhì)量，幾乎無法檢測到的被稱為中微子的亞原子粒子，這些粒子從太陽和核反應(yīng)堆中噴涌而出。構(gòu)成暗物質(zhì)的粒子將是假想的“無菌”中微子，更重甚至更難以捉摸。普通中微子可以與原子核相互作用。無菌中微子只會與其他中微子相互作用，這是當(dāng)普通中微子通過稱為中微子混合的過程轉(zhuǎn)變?yōu)闊o菌中微子時產(chǎn)生的。

無菌中微子可能構(gòu)成暗物質(zhì)的想法在2014年得到了推動。對附近星系和我們自己銀河系中心的觀測揭示了微弱的X射線，其能量為3.5千電子伏特(keV)。如果質(zhì)量為7 keV的無菌中微子彌漫在星系中，那么將會發(fā)出這種光芒。極少數(shù)情況下，無菌中微子會衰減為普通中微子和X射線，其能量等于無菌中微子質(zhì)量的一半。

薩夫迪(Safdi)和同事今天在“科學(xué)”(Science)雜志上報道說，但是對天文觀測的新分析顯示，發(fā)光不能來自暗物質(zhì)。他們查看的數(shù)據(jù)不是來自遙遠(yuǎn)的星系，而是來自星際之間空白的天空，這些數(shù)據(jù)是由歐洲航天局于1999年發(fā)射的X射線太空望遠(yuǎn)鏡XMM-Newton捕捉的4000多個檔案圖像中的。如果我們自己的星系位于巨大的無菌中微子云中，那么望遠(yuǎn)鏡必須正視該云，而星際之間的天空也應(yīng)該以3.5keV的x射線微弱地發(fā)光。

薩夫迪的團(tuán)隊沒有發(fā)現(xiàn)這種光輝的跡象。薩夫迪說，沒有信號顯示遙遠(yuǎn)星系的輝光不是來自暗物質(zhì)，而是來自一些更普通的來源，例如熱氣體。

萊頓大學(xué)的天體粒子理論家阿列克謝·博亞斯基(Alexey Boyarsky)對此不服氣。他說：“我認(rèn)為這篇論文是錯誤的。”博雅斯基說，他和他的同事在2018年也使用XMM-Newton的圖像進(jìn)行了類似的，未發(fā)表的分析，并且確實看到了空曠天空發(fā)出的3.5-keV輝光，這是通過無菌中微子的光暈?zāi)曀谕摹?/p>

兩組如何看待相同的數(shù)據(jù)并得出相反的結(jié)論?博亞爾斯基說，區(qū)別在于他們的方法。因為我們的銀河系中充滿了稀薄的電離氣體，所以天空發(fā)出X射線，即使沒有暗物質(zhì)的影響，X射線也可以作為特定能量達(dá)到峰值。XMM-牛頓望遠(yuǎn)鏡本身也可以發(fā)光并以一定能量發(fā)射X射線。還有一些X射線也來自我們銀河系之外。要看到暗物質(zhì)發(fā)出的3.5-keV輝光，研究人員必須將其從背景貢獻(xiàn)中篩選出來。