费米数据揭示了新的黑暗线索

在左边是Fermi的Lat在银河系中的1和3.16 GEV之间的伽马光线的地图;红色表示最大数量。标记着突出的脉冲线。去除所有已知的伽马射线源（右）显示出可能从暗物质湮灭产生的过量发射。图像

Fermi-Lat协作的新地图表明，银河系中心生产比已知来源更高的伽马射线，表明这种多余的排放与某种形式的暗物质一致。

从我们的星系中心的伽马射线灯的新研究使得最强大的情况是迄今为止，这些排放可能来自暗物质，这是一种未知的物质，构成了大部分材料宇宙。使用来自美国国家航空航天局的费米伽玛射线空间望远镜，自主科学家（Fermilab）的独立科学家（Fermilab），哈佛 - 史密森，哈佛史密什（CFA），马萨诸塞州理工学院（麻省理工学院）和芝加哥大学拥有开发的新地图，显示银河系中心生产比已知来源的更高能量的伽马射线，并且这种多余的排放与某些形式的暗物质一致。

“新地图允许我们分析多余和测试是否更传统的解释，例如在瓦拉维亚的天空物理学家丹波珀说，丹麦物理主义者，伊利诺伊州，以及该研究的领先作者。“我们发现的信号无法通过目前拟议的替代方案解释，并且与非常简单的暗物质模型的预测密切一致。”

此动画缩小了银河系的图像，以可见光显示，并叠加来自美国宇航局的费米的银河系中心的伽马射线图。原始数据过渡到除了所有已知源的视图中，在暗物质的情况下显示伽马射线过量暗示。图像

与伽马射源的银河系中央，从互动二元系统和隔离的脉冲条件到超新星残余物和与星际气体碰撞的颗粒。它也是天文学家期望找到银河系的最高密度的暗物质，这仅通过其引力影响正常的物质和辐射。大量的暗物质吸引了正常物质，形成了一个基础，其中构建了一个可见的结构，如星系。

没有人知道暗物质的真正性质，但是懦弱的巨大颗粒或弱相互作用，代表了一类领先的候选人。理论师设想了各种各样的WIMP类型，其中一些可以在碰撞时相互湮灭或产生中间，快速腐烂的粒子。这两种途径都以伽玛光线的生产结束 - 最精力充沛的光线形式 - 在Fermi的大面积望远镜（Lat）检测范围内的能量。

当天文学家仔细减少来自Galactic中心的Lat观察的所有已知的伽马射源时，剩下的剩余排放块。这种过度似乎在1到3亿电子伏特（GEV）之间的能量最突出 - 大约十亿次大于可见光的百分之大 - 从银河系中心向外延伸至少5,000光年。

Hooper和他的同事得出结论，质量在31至40 gev之间的暗物质颗粒的湮灭为基于其γ射线光谱，其对称性中心的对称性提供了显着的拟合，以及其整体亮度。研究人员表示，撰写纸质，提交给日志物理评论D，研究人员表示，这些特征难以与到目前为止所提出的其他解释难以调和，尽管他们指出，不需要暗物质的合理替代品可能尚未实现。

“这种质量范围内的暗物质可以通过直接检测和大型强子撞机（LHC）来探测，所以如果这是暗物质，我们已经学习了到目前为止缺乏检测的互动，”共同作者特雷西Slatyer，Mit在马萨诸塞州麻省理工学院的理论物理学家。“这是一个非常令人兴奋的信号，而虽然案例尚未关闭，但在未来我们可能会回头看，这是我们第一次看到了暗物质湮灭的地方。”

研究人员谨慎，它将需要多次目击 - 在其他天文对象，LHC或一些直接检测实验中，现在正在世界各地进行 - 验证他们的暗物质解释。

“我们的案例是一种消除过程的争论。我们提出了一个清单，划掉了没有工作的东西，并最终用暗物质，“CFA教授Co-Todglas Finkbeer表示，在CFA，也在剑桥。

“本研究是科学社会适用于费米数据的创新技术的一个例子，”加州斯坦福大学物理学教授彼得迈克森说，斯坦福大学和拉特首席研究员。“费米斯特合作继续检查星系的非凡复杂的中心地区，但直到这项研究完成，我们既不确认也不能反驳这种有趣的分析。”

虽然银河系中预期的大量暗物质应该产生强烈的信号，但许多其他伽马射源的竞争使得任何情况都会复杂化。但是转向它的头上的问题提供了另一种攻击它的方法。而不是查看最大的附近的暗物质集合，而是看起来挑战较少的地方。

矮星轨道绕银河系缺乏其他类型的伽马射线发射器，含有大量的暗物质，其尺寸 - 事实上，它们是最暗的主导地位的来源。但是有一个权衡。因为它们比银河系的中心更远，含有更少的暗物质，所以矮星系产生了更弱的信号并需要多年的观察来建立安全检测。

在过去的四年里，拉特队一直在寻找矮星系的暗物质。这些研究的公布结果对许多提出的WIMPS的质量范围和交互率进行了严格的限制，甚至消除了一些型号。在研究最近的结果，在2月11日出版的物理评论D，费米队注意到了一个小但挑衅性的γ射线过量。

“我们在矮星系中看到的一个12个机会甚至没有信号，只是伽马射线背景的波动，”LUT协作的成员Elliott Bloom解释说： Kavli粒子Astrophysics和宇宙学院，位于SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学。如果它是真实的，那么由于费米获得额外的观察，而且广场天文调查发现新矮人的信号应该变得更强壮。“如果我们最终看到了一个重要的信号，”他补充说，“这可能是银河系中声称暗物质信号的非常强大的确认。”

出版物：M. Ackermann，等。（费米 - LAT协作），“暗物质限制从25家银河卫星星系与费米大面积望远镜，”2014，“物理”。Rev. D 89,042001; DOI：10.1103 / physrevd.89.042001

PDF研究副本：

来自中央银行的伽马射线信号的表征：一种引人注目的危险案，避开了暗物质的卫星卫星星系与费米大面积望远镜的观察结果

图像：T. Linden，大学。芝加哥