科學家在銀河深處發現暗物質粒子證據(圖)

據國外媒體10月28日報導，宇宙學家表示，他們已經在銀河核心深處發現與暗物質粒子有關的最令人信服的證據。該地的這種神秘物質相撞在一起產生伽馬射線的次數，比天空中的其他臨近區域更頻繁。

最近幾年，科學雜誌上不斷出現類似研究，不過要證實信息來源一直非常困難。然而費米實驗室和芝加哥大學的宇宙學家、betway体育手机网 研究的第一論文作者丹· 霍普表示，10月13日出現在arXiv.org網站上的這項betway体育手机网 研究與此不同。他說：「除了暗物質以外，我們考慮每一個天文學來源，然而我們瞭解的知識無法解釋這些觀測資料。也沒有與之密切相關的解釋。」這一斷言還沒得到其他科學家的嚴格審查，不過看過這篇論文的人表示，他們還需要對該成果進行更多討論。

費米實驗室的天體物理學家克雷格·霍甘並沒參與這項研究，他說：「這是我所知道的第一項通過一個簡單粒子模型，把少量與暗物質的證據有關的線索拼接在一起的研究。雖然它還沒有充足證據，但它令人興奮，值得我們去追根究底。」暗物質從137億年前開始在龐大的能量膨脹——宇宙大爆炸過程中形成。能量冷卻後形成普通物質、暗物質和暗能量，目前它們在宇宙中的比例分別是4%、23%和73%。

跟普通物質一樣，暗物質具有引力，幾十億顆恆星正是在它們的幫助下聚集到星系裡。但是這種物質很難與普通物質發生互動，人們看不到它。微中子是唯一一種曾在實驗室裡發現的暗物質粒子，但是它們幾乎是零質量，而且在暗物質的宇宙能量部分裡僅佔很小比例。天體物理學家認為，剩下的很大一部分是由弱相互作用大質量粒子(WIMP)構成，這種粒子的能量大約比質子多10到1000倍。如果兩個暗物質粒子撞在一起，它們就會彼此摧毀對方，產生伽馬射線。

霍普和他的科研組通過對費米伽馬射線太空望遠鏡在兩年多時間裏傳回地球的數據進行分析，發現這種高能死亡信號。費米太空望遠鏡是美國宇航局的伽馬射線望遠鏡，主要用來掃瞄銀河的高能活躍區。他們發現，發出信號的相撞在一起的暗物質粒子，比質子大約重8到9倍。霍普說：「它比我們大部分人猜測的結果可能更輕一些。迄今為止我們很擅長這方面。不過人們猜測的暗物質粒子的重量範圍不會一成不變。」

該科研組在銀河核心處一個直徑100光年的區域收集到的數據裡發現這些信號。霍普解釋說，他們之所以會關注這個區域，是因為它是暗物質最喜歡的聚集地，銀河這個區域的暗物質密度，是銀河邊緣的10萬倍。簡而言之，銀河核心就是一個暗物質大量聚集在一起，經常相撞的地方。

然而，其他科學家希望看到卡爾·薩根的名言「不同凡響的發現需要不同凡響的證據」能變成現實。也就是說，他們希望看到從自然界和實驗室兩方面獲得的證據。芝加哥大學的宇宙學家邁克爾·特納沒參與這項研究，他說：「沒人提供像薩根提到的那種證據。接受這一觀點最困難的部分是，你必須拒絕接受天體物理學解釋。大自然非常非常聰明，這可能是我們至今從沒思考過的事情。」

特納表示，好消息是幾項有希望的暗物質探測試驗目前正在進行。相干鍺中微子技術(CoGeNT)等深埋地下的探測器可助霍普一臂之力。該探測器近幾年可能已經發現弱相互作用大質量粒子的跡象。特納說：「這十年是暗物質的十年。這個問題即將解決。現在所有這些探測器都在觀測正確方位。」霍普同意兩人的觀點，不過他表示，與他交談過的天體物理學家，沒人能解釋清楚這一現象。他認為，在他的發現得到支持或痛批前，也許只要數週時間就能在實驗室裡驗證暗物質是否存在。他說：「我從沒像現在一樣為自己是一名宇宙學家而感到激動不已。」