摘要：即使暗物质的湮灭很少见，但按理说它会更频繁地发生在被认为是砾岩的星系中心。“我们提出，比质子 [在原子核中发现的粒子] 更轻的暗物质可能是导致银河系中心出现不寻常效应的原因，”伦敦国王学院的团队负责人兼博士后研究员 Shyam Balaji 告诉 Space.
“这使它与众不同，因为它直接影响星际介质，以额外电离的形式产生特征，这是轴子通常不希望做的事情。”暗物质：它自己最大的敌人在密集堆积的 CMZ 中，制造的正电子在与附近的氢分子相互作用并剥离其电子之前无法飞行或逃逸。这使得这个过程在这个中心区域特别有效。“该模型帮助解决的最大问题是 CMZ 中的过量电离，”Balaji 说。“宇宙射线是电离气体的常见罪魁祸首，似乎不足以解释我们观察到的高水平电离。”宇宙射线是以接近光速传播的带电粒子，但根据该团队的说法，来自 CMZ 的电离信号似乎表明移动速度较慢的源，比许多其他候选暗物质更轻。此外，如果宇宙射线使 CMZ 中的气体电离，则应该有相关的伽马射线发射，伽马射线是非常高能的光粒子。然而，CMZ 的研究中缺少这种发射。“如果暗物质是导致 CMZ 电离的原因，那就意味着我们不是通过观察暗物质，而是通过观察它对银河系中气体的微妙化学影响来探测暗物质，”Balaji 说。然而，银河系中心发出了无法解释的微弱伽马射线辉光，也可能与正电子和电离有关。
“如果我们发现电离和这种伽马射线发射之间存在直接联系，它可能会加强暗物质的可能性，”Balaji 说。“这两个信号之间存在一些相关性，但我们现阶段仍然需要更多数据来说明更有力的说法。”
研究人员补充说，与 X 射线发射的初步汇合也非常有趣。
“这在暗物质研究中是一个罕见且令人兴奋的情况，”Balaji 补充道。当然，这个新的暗物质候选者正处于其理论生命周期的开始;它甚至还没有像 WIMP（弱相互作用大质量粒子）或 MACHO（MAssive 紧凑光晕天体）这样时髦的名字！
相比之下，轴子自 1978 年由理论物理学家 Frank Wilczek 和 Steven Weinberg 首次提出理论以来就已经存在。
这意味着在这个候选者在轴子、WIMP、MACHO、原始黑洞和其他暗物质嫌疑人阵容中占据一席之地之前，还有很多理论工作要做。“我们需要更精确地测量 CMZ 中的电离;如果我们能更准确地绘制电离图，我们就可以看看它是否遵循暗物质的预期分布，“Balaji 说。“如果我们排除其他潜在的电离源，暗物质假说就会变得更有说服力。”美国宇航局即将推出的 COSI（康普顿光谱仪和成像仪）伽马射线太空望远镜（定于 2027 年发射）可能会进一步证明湮灭暗物质与 CMZ 的奇怪发射之间存在联系。“暗物质仍然是物理学中最大的谜团之一，这项工作表明，我们可能一直忽视了它对宇宙的微妙化学影响，”Balaji 总结道。“如果这个理论成立，它可能会开辟一条全新的方法来研究暗物质，不仅通过它的引力，而且通过它塑造我们银河系结构的方式。”
该团队的研究于周一（3 月 10 日）发表在《物理评论快报》杂志上。
来源：当代生命哲学家一点号
