費米伽瑪射線太空望遠鏡在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了十多年前的高能輻射，這使一些物理學(xué)家說服他們看到了暗物質(zhì)粒子an滅的證據(jù)，但是由加州大學(xué)爾灣分校的研究人員已經(jīng)排除了這種解釋。

在最近發(fā)表在《物理評論D》雜志上的一篇論文中，弗吉尼亞理工學(xué)院和州立大學(xué)及其他機構(gòu)的UCI科學(xué)家和同事報告說，通過對費米數(shù)據(jù)的分析和一系列詳盡的建模練習(xí)，他們能夠確定觀察到的伽馬射線不可能是由所謂的弱相互作用的大顆粒產(chǎn)生的，而這種相互作用通常被認為是暗物質(zhì)。

該論文的作者說，通過消除這些粒子，破壞這些粒子可以產(chǎn)生高達300吉電子伏特的能量，這對暗物質(zhì)的性質(zhì)施加了迄今為止最強的約束。

“在40年左右的時間里，粒子物理學(xué)家中最主要的暗物質(zhì)候選者是一個熱的，相互作用弱且尺度微弱的粒子，這一結(jié)果首次排除了該候選者中非常高質(zhì)量的粒子，”他說。 -UCI物理與天文學(xué)教授Kevork Abazajian。

UCI物理與天文學(xué)教授Manoj Kaplinghat補充說：“在許多模型中，該粒子的質(zhì)量范圍是質(zhì)子的10到1,000倍，理論上，更大的粒子作為暗物質(zhì)粒子的吸引力較小。” “在本文中，我們將排除在有利范圍內(nèi)的暗物質(zhì)候選物，這極大地改善了我們限制代表暗物質(zhì)的可能性的限制。”

阿巴扎吉安說，暗物質(zhì)信號可能被銀河中心的其他天體物理學(xué)現(xiàn)象所排斥，例如恒星形成，宇宙射線從分子氣體中偏轉(zhuǎn)出來，最引人注目的是中子星和毫秒脈沖星，這是恒星探測到的多余伽瑪射線的來源。費米太空望遠鏡。

物理學(xué)與天文學(xué)博士后研究員奧斯卡·馬西亞斯(Oscar Macias)表示：“我們研究了銀河中心發(fā)生的所有不同模型，包括分子氣體，恒星發(fā)射和散射低能光子的高能電子。”東京大學(xué)卡夫利宇宙物理與數(shù)學(xué)研究所的學(xué)生于2017年對UCI進行了訪問，從而啟動了該項目。“我們花了三年多的時間將所有這些新的，更好的模型組合在一起，并檢查排放，發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)幾乎沒有余地。”

也是阿姆斯特丹大學(xué)GRAPPA中心的博士后研究員的Macias補充說，如果沒有費米大面積望遠鏡合作組織提供的數(shù)據(jù)和軟件，就不可能獲得這個結(jié)果。

該小組測試了銀河中心地區(qū)使用的所有類別的模型以進行過量排放分析，其結(jié)論保持不變。Macias說：“人們將不得不設(shè)計一種擴散模型，以在其中留下一個很大的'漏洞'，以放松我們的約束，而科學(xué)則無法那樣做。”

卡普林哈特(Kaplinghat)指出，物理學(xué)家曾預(yù)測，暗物質(zhì)an滅的輻射將以銀河系中心發(fā)出的整潔的球形或橢圓形表示，但是費米太空望遠鏡在2008年6月部署后探測到的伽瑪射線過量顯示為三軸，條狀結(jié)構(gòu)。

他說：“如果您在銀河中心凝視，您會發(fā)現(xiàn)恒星呈四方形分布。” “有一盤星星，在中心，有一個凸起，在天空上大約10度，實際上是一個非常特殊的形狀-一種不對稱的盒子-這種形狀幾乎沒有余地容納其他暗物質(zhì)。 ”

這項研究是否排除了星系中暗物質(zhì)的存在?“不，”卡普林哈特說。“我們的研究限制了暗物質(zhì)可能存在的粒子類型。銀河系中暗物質(zhì)的多種證據(jù)是可靠的，不受我們工作的影響。”

Abazajian并沒有認為研究小組的發(fā)現(xiàn)令人沮喪，而是應(yīng)該鼓勵物理學(xué)家關(guān)注除最受歡迎的概念以外的其他概念。

他說：“有很多替代暗物質(zhì)候選物。” “搜索將更像是一個釣魚探險，在那里您還不知道魚在哪里。”