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到目前为止，暗物质已经躲过了科学家们寻找它的最佳尝试。 天文学家知道这种看不见的物质主宰着我们的宇宙，并在引力上牵引着普通物质，但他们不知道它是由什么构成的。 自 2009 年以来，然而，从银河系核心（据信暗物质特别稠密的地方）辐射出的可疑伽马射线引起了研究人员的兴趣。 一些人想知道，这些射线是否可能是在暗物质粒子碰撞引起的爆炸中发射出来的。 现在，一个新的伽马射线信号，结合已经探测到的信号，提供了进一步的证据表明情况可能如此。
对暗物质的一种可能的解释是，它是由理论上的“弱相互作用大质量粒子”，或 WIMP 构成的。 每个 WIMP 都被认为是物质和反物质，因此当两个 WIMP 相遇时，它们应该像物质和反物质一样接触时湮灭。 这些爆炸会产生伽马射线，这正是天文学家在来自 费米伽马射线太空望远镜 的数据中，在银河系中心大量观察到的。 爆炸也可能产生宇宙射线粒子——高能电子和正电子（电子的反物质对应物）——然后它们会从银河系中心高速射出，有时会与星光粒子碰撞，赋予它们能量提升，将其提升到伽马射线范围。 科学家们首次探测到与第二种过程（称为逆康普顿散射）的预测相符的光，这种过程应该产生在空间上更分散，并且能量范围与暗物质湮灭直接释放的伽马射线不同的伽马射线。
“从他们的工作中可以清楚地看出，存在额外的逆康普顿伽马射线成分，”费米国家加速器实验室的天体物理学家丹·胡珀说。他没有参与这项研究，但最初指出费米望远镜数据中可能存在暗物质信号。“这样的成分可能来自相同的暗物质，正是这些暗物质产生了我们多年来一直在谈论的主要 伽马射线信号。” 加州大学尔湾分校的科学家安娜·夸和凯沃克·阿巴扎吉安于 10 月 23 日在日本名古屋举行的第五届国际费米研讨会上介绍了 这项新研究，并将他们的论文提交给了《物理评论快报》。
所有这些有趣的伽马射线都不是暗物质的决定性证据。 其他天体物理过程，例如被称为脉冲星的自旋恒星，也可以产生这两种类型的信号。 “你可以用天体物理学建立模型来复制所有这些，”阿巴扎吉安说。“但暗物质的情况是最容易解释的，而且越来越多的证据不断积累。”
费米望远镜官方团队 长期以来一直谨慎地根据他们的数据得出关于暗物质的结论。 但在上周的研讨会上，该小组展示了他们自己对不明原因的伽马射线的分析，并得出结论，尽管多种假设都符合数据，但暗物质最符合。 “这是个重大新闻，因为这是他们第一次承认这一点，”阿巴扎吉安说。 加州大学尔湾分校的天体物理学家、费米合作组织银河系中心分析团队成员西蒙娜·穆尔吉亚介绍了该团队的发现。 她说，银河系中心的复杂性使得很难确定过量的伽马射线是如何产生的，以及这些光是否可能来自普通的“背景”源。 “这是一个非常有趣的说法，”她评价阿巴扎吉安的分析时说。“然而，由于我们对背景的理解不完整，因此在该天空区域探测扩展的超额辐射变得复杂。”
如果天文学家能在其他星系中找到类似的 WIMP 湮灭证据，例如围绕银河系运行的二十几个左右的矮星系，那么暗物质的解释看起来会更可信。“非凡的主张需要非凡的证据，我认为一个令人信服的发现主张可能需要在另一个位置——或通过非天体物理实验——以及银河系中心找到相应的信号，”麻省理工学院天体物理学家特蕾西·斯拉特耶说，她也研究过来自银河系中心的费米数据。
非天体物理实验包括少数所谓的地球上的 直接探测实验，这些实验旨在在 WIMP 极其罕见地撞击普通物质原子时捕获它们。 然而，到目前为止，这些实验都没有发现任何暗物质的证据。 相反，它们稳步削减了可能存在的 WIMP 类型的数量。
其他轨道实验，例如国际空间站上的阿尔法磁谱仪 (AMS)（用于探测宇宙射线），也未能找到暗物质的确凿证据。 事实上，AMS 的结果似乎与将暗物质与费米观测结果联系起来的最基本解释相冲突。 “大多数人都会同意，银河系中心正在发生一些相当意想不到的事情，如果最终证明是暗物质湮灭信号，那将是非常令人兴奋的，”阿姆斯特丹大学的克里斯托夫·韦尼格说，他是另一位研究过银河系中心的天体物理学家。“但是我们必须首先在其他独立观测中找到佐证证据，才能证实这种解释。 还需要做更多的工作。”