天文学家探测到一个高能伽马射线信号，其形态符合暗物质粒子的预期特征。这一发现可能成为人类首次直接观测到这种长期隐藏的宇宙物质的证据。
上世纪三十年代初，瑞士天文学家弗里茨·兹威基（Fritz Zwicky）注意到，许多星系的运动速度远超其可见质量所能允许的范围。这种异常运动使他提出，存在某种不可见的结构——即暗物质——提供了额外的引力，以维系这些星系的完整。近一个世纪后，美国国家航空航天局（NASA）的费米伽马射线空间望远镜可能捕捉到了这种神秘物质的第一个直接证据，提供了最终“看见”暗物质的可能性。
自首次被提出以来，暗物质一直是天文学最大的未解之谜之一。迄今为止，科学家只能通过观察它如何影响普通物质（例如它产生足以维系星系的引力）来间接研究它。直接探测一直未能实现，因为暗物质粒子不与电磁力相互作用——这意味着它们不吸收、反射或发射光。
许多研究者认为暗物质由弱相互作用大质量粒子构成。这类粒子被认为比质子更重，且与正常物质的相互作用极其微弱，因此极难探测。然而，理论推测，当两个弱相互作用大质量粒子碰撞时，它们会相互湮灭并释放出包括伽马射线光子在内的高能粒子。
科学家们花费多年时间，在暗物质应高度集中的区域（尤其是银河系中心）搜寻这些特定的伽马射线。利用费米伽马射线空间望远镜的新数据，东京大学的户谷友则（Tomonori Totani）教授现在认为，他已经识别出与暗物质粒子湮灭相关的预期伽马射线信号。户谷的发现发表在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上。
“我们探测到光子能量为20吉电子伏的伽马射线，它们以一种类似光环的结构向银河系中心延伸。这个伽马射线发射成分的形态，与暗物质晕预期的形状高度吻合。”户谷表示。
测量到的伽马射线能谱（描述了发射强度如何变化）与质量约为质子500倍的假设性弱相互作用大质量粒子湮灭的模型预测高度吻合。根据观测到的伽马射线强度估算出的这些湮灭事件的发生频率，也符合预期的理论范围。
户谷解释说，这种伽马射线模式不易与其他已知源或更常见的天体物理过程相匹配。因此，他认为这些数据是长期以来寻找的暗物质伽马射线发射的一个强有力的候选信号。
“如果这是正确的，据我所知，这将标志着人类首次‘看见’暗物质。而且结果表明，暗物质是一种未被包含在当前粒子物理学标准模型中的新粒子。这标志着天文学和物理学的一项重大进展。”户谷说道。
尽管户谷对自己的分析充满信心，但他强调独立验证至关重要。其他研究人员需要审查这些数据，以确认这种光环状辐射确实源于暗物质湮灭，而非其他天体物理源。
进一步的佐证可能来自在其他暗物质富集区域发现相同的伽马射线特征。在银河系晕内运行的矮星系被认为尤其有希望。“一旦积累了更多数据，这可能就会实现。如果成功，将为伽马射线源自暗物质提供更有力的证据。”户谷说。
