天体物理学家的研究可能为寻找暗物质提供线索

天体物理学家的研究可能为寻找暗物质提供线索。来源：uux.cn/?美国物理学会2024

根据克莱姆森大学（辛迪·兰德鲁姆）的说法，暗物质是科学上最大的谜团之一。它不吸收、反射或发射光，所以我们看不到它。然而，它的存在是由它对星系的引力作用暗示的。

暗物质约占宇宙的85%，但科学家对其基本属性知之甚少。

理论比比皆是，克莱姆森大学博士后亚历克斯·麦克丹尼尔的工作为暗物质的性质提供了一些最严格的限制。他的研究还发现了一个小信号，如果属实，可能会在未来十年左右的某个时候得到证实。

该研究发表在期刊《物理评论D》 上。

麦克丹尼尔说：“随着未来数据的收集和新的发现，这个小小的暗示可能会变成对暗物质模型的非常具体的检测。”

探测暗物质将是开创性的。

“暗物质是天体物理学中最重要的事物之一，我们对它几乎一无所知。发现它将是一个巨大的突破，”克莱姆森大学物理和天文学副教授、麦克丹尼尔的导师马可·阿杰洛说。 “无论谁发现了这一点，都可能获得诺贝尔奖。这是一件大事。”

在这项研究中，麦克丹尼尔和合作者正在矮星系中寻找暗物质，这些暗物质会自行湮灭成伽马射线，这是普通物质和光的最高能级。矮星系是研究的理想选择，因为它们体积小，富含暗物质，并且几乎没有气体、尘埃、超新星或其他可能影响结果的天体物理现象。

麦克丹尼尔说：“理想情况下，我们寻找这一点是因为它给了我们一个清晰的信号，或者让我们能够排除某些粒子理论。”

一些模型预测暗物质具有一定的质量或横截面，这是由于粒子相互作用而发生某些事件的概率。这将决定研究人员对伽马射线的期望。他说，如果他们看不到它，他们可以排除它的质量和横截面。

“在这篇论文中，我们进一步排除了暗物质的质量或横截面，”该研究的合著者、克莱姆森大学前博士后克里斯·卡文说。卡尔文目前在美国宇航局戈达德太空飞行中心担任博士后研究员。 “但与之前的研究相比，我们开始看到一些迹象表明这些系统发出了哪些信号。”

麦克丹尼尔的研究使用了更大的样本，其中包含更多已发现的矮星系和比以前的研究更多的数据。他说，他的研究中包括了大约50 个矮星系，但预计随着新的、更强大的望远镜的出现，这个数字在不久的将来会增加到150 到200 个。

“新望远镜基本上是一个矮星系探测器，”他说。 “我们希望这些改进将使我们能够实现真正的检测，而不仅仅是一些信号。”

“如果（信号）是真实的，它最终会得到证实，”阿泽洛补充道。