在銀河系中心發現的一種特定型別的伽馬射線，其引人入勝的跡象可能是一種難以捉摸的暗物質的產物——也可能不是。在過去的幾年裡，科學家們一直在爭論這種光是否真的存在，以及它意味著什麼。現在，研究人員正在向美國宇航局費米伽馬射線太空望遠鏡的管理團隊請願，希望該天文臺改變其觀測策略，以徹底確定該訊號是否真的存在。
然而，即使真的有額外的伽馬射線光子來自銀河系中心，科學家們離了解這些光子是否是由暗物質產生的還有一段距離。
理論表明，宇宙中充斥著某種神秘的物質形式，它看不見也摸不著，其存在只能透過引力作用為人所知。關於暗物質的主流理論認為，它是由一種新型的基本粒子組成的，這種粒子被稱為WIMP（弱相互作用大質量粒子）。[圖解：暗物質釋義]
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湮滅的WIMP
由於WIMP被認為是它們自身的反粒子（反物質是普通物質的映象版本，當它與普通粒子相遇時會湮滅普通粒子），如果兩個WIMP發生碰撞，它們會在現場互相摧毀。這些爆炸應該在暗物質最密集的銀河系中心附近更為常見，可能會產生新的粒子，從而產生特定能量的伽馬射線光子。費米可能已經看到了這種光。
荷蘭阿姆斯特丹大學的天體物理學家克里斯托夫·韋尼格說：“這非常模稜兩可——它可能是一個統計上的偶然事件，可能是一個系統效應，也可能是一個真實訊號。” “目前，所有這三種情況都有跡象。”
韋尼格是一篇近期白皮書的主要作者，該白皮書建議費米望遠鏡花費更多時間觀察銀河系中心，以尋找這一特徵。該論文是應望遠鏡專案科學家朱莉·麥克恩利（美國宇航局戈達德太空飛行中心天體物理學家）提出的徵集費米替代觀測策略的呼籲而提交的。
一項新策略
費米於2008年6月發射升空，此後一直在均勻地掃描整個天空。雖然它的目標之一是更多地瞭解暗物質，但該天文臺還用於許多研究領域，包括被稱為脈衝星的自轉恆星，以及其他星系中發光的超大質量黑洞，這兩者都會發射伽馬射線光。
韋尼格的提議建議費米在銀河系中心可見時就對其進行觀測，這將使它從天空這一部分收集資料的速率提高一倍以上。然而，其目的不是從其他專案中轉移過多時間。
哈佛大學天體物理學家道格·芬克拜納是白皮書的共同作者，他說：“我們非常擔心對其他人的科學專案產生負面影響。” “我們只是真的想做對專案有利的事情。”
費米的資金將持續運營到至少2016年，這可能為解決銀河系中心光的問題提供充足的時間。
芬克拜納告訴SPACE.com：“我們認為，如果我們立即開始一項新的觀測策略，我們可以在2015年得到答案。”
更多資料
有了來自銀河系中心的更多資料，科學家們希望確定在特定能量範圍——130吉電子伏特（GeV）——內，費米迄今為止看到的跡象是否真的存在過量的伽馬射線光。
這些跡象可能只是統計上的波動，隨著更多的資料，過量現象將消失。費米的資料也可能確實顯示出這些光子的過量，但它們是由儀器中的某些人為因素引起的——系統誤差。
芬克拜納說：“我們已經研究了很多關於儀器可能出現什麼問題的假設，但所有這些假設在某種程度上都失敗了。” “這裡發生了一些不太可能的事情。要麼是一個非常不可能的統計波動，要麼是儀器中的某種問題以某種不太可能的方式掩蓋了自身，要麼我們有130 GeV的光子。它們實際上都非常不可能，但其中一件還是發生了。”
加州大學爾灣分校天體物理學家、費米合作銀河系中心分析團隊成員西蒙娜·穆爾吉亞說：“在我看來，最重要的問題是排除資料中的線狀特徵可能是儀器起源的可能性。” “來自修改後的觀測的額外資料將有助於更好地理解這一點。”
情況還因費米資料中第二個明顯無關的暗物質的潛在跡象而變得複雜。除了130 GeV的光子外，科學家們還看到了能量較低的伽馬射線過量，範圍在2-3 GeV。雖然這個訊號足夠強，可以排除它是統計波動的可能性，但它也可能是由常規天體物理源（如脈衝星）引起的。
但是，如果130 GeV的訊號持續存在，並且不能歸因於系統誤差，那麼天文學家可能已經找到了暗物質存在的第一個證據，並可以瞭解它的組成。
加州大學爾灣分校天體物理學家凱沃克·阿巴西揚說：“如果它是一條真實的線，那將是暗物質的‘確鑿證據’。”他研究了另一個能量較低的2-3 GeVFermi伽馬射線訊號。阿巴西揚說，擬議的觀測策略不會對他的特徵產生太大影響，但它將有助於解決更高能量的訊號。
費米國家加速器實驗室（位於伊利諾伊州巴塔維亞）和芝加哥大學的天文學家丹·胡珀也研究了較低能量的伽馬射線訊號，他說：“他們提出了一個非常有說服力的理由。” “如果能從天空的這個方向獲得更多資料，那就太好了，而且他們提出的策略的缺點似乎微乎其微。”
胡珀表示，他懷疑韋尼格和他的團隊正在追逐的訊號實際上是暗物質，但更多的資料將有助於解決這個問題。
暗物質獵手
其他專案目前正在以不同的方式追逐暗物質。阿爾法磁譜儀（AMS）是一個附著在國際空間站外部的粒子探測器，也在尋找太空暗物質湮滅爆炸的跡象。該實驗的第一個資料於4月份公佈，顯示出可能由暗物質引起的證據的暗示，但這些發現非常初步。如果它們最終確實指向暗物質，它們暗示的WIMP質量與費米的結果不同，因此這兩個結果不一定互補。
其他實驗希望直接捕獲暗物質粒子，在它們極少與普通物質粒子碰撞的情況下。這些探測器——包括義大利的XENON暗物質專案、南達科他州的LUX（大型地下氙）實驗和明尼蘇達州的SuperCDMS（低溫暗物質搜尋）實驗——都深埋在地下，那裡幾乎只有暗物質才能到達它們。到目前為止，還沒有人發現確鑿的結果。
新的費米提案背後的團隊表示，費米看到的可能不是暗物質——但他們更想確定。
芬克拜納說：“我認為你總是抱有一點希望，但你必須記住：你是一名科學家；你只想得到真相。” “如果真相是存在一個130 GeV的WIMP，那將是太棒了；我們將對物理學有新的認識。”
他說，如果情況並非如此，那麼他們就會知道是時候繼續前進了。至少他們將不遺餘力。
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