银河系心脏地带有处过量伽马射线区域长期困扰天文学家，分不清这些光芒来自暗物质粒子碰撞还是快速旋转的大量脉冲星。现在新研究基于NASA费米伽马射线太空望远镜数据，带来迄今为止最令人信服解释：银河系过量伽马射线光，可能就是我们苦寻已久的暗物质粒子碰撞湮灭留下之“残影”。
暗物质、暗能量主宰着当前宇宙，前者维持星系稳定并影响宇宙大尺度结构，后者使宇宙加速膨胀，只是它们本质上不可见，天文学家一直在思考如何探测，而过去在银河系中心观察到的“过量”伽马射线光可能是第一个暗物质有效证据。
多年来，望远镜观测到银河系中心总是存在一个伽马射线“超额”区域，其伽马射线辐射量比该处所有已知天体（如恒星、黑洞、脉冲星等）产生的伽马射线总和还多，称为“银心GeV超量（Galactic Center GeV Excess，GCE）”，外观呈球形，从银心向外均匀扩散。
它的来源尚不确定，目前有2种主流假说：第一种为伽马射线光来自该区域潜藏成千上万颗未被发现的古老毫秒级脉冲星，第二种说法则认为伽马射线光是暗物质粒子湮灭产物。
银河中心过量伽马射线可能源自暗物质现在，约翰·霍普金斯大学团队新研究通过新统计分析方法深入挖掘费米太空望远镜数据，排除其他主要天体物理学解释，强烈表明“暗物质湮灭”是此现象头号起因。
团队将银河系早期融合历史纳入模型，发现模拟得出的暗物质分布结果与费米望远镜观测结果高度吻合，与脉冲星模型产生矛盾。
研究人员指出，银河系形成早期曾并吞其他包含暗物质的小型类星系，随着暗物质粒子被引力吸引到星系中心聚集，碰撞次数也随之增加，而模拟显示暗物质粒子相互碰撞湮灭产生的伽马射线特性，与费米望远镜实际观察到的信号特性相同。
此外，如果伽马射线源自大量分散的脉冲星，其分为应为“块状”或“颗粒状”，然而数据并未发现块状结构，反而显示伽马射线光分布极“平滑”，大幅削弱脉冲星假说可信度，更匹配暗物质在银河系中心周围形成密度极高的球状“暗物质晕”理论。
虽然这些已是迄今最强力间接证据，但仍不是暗物质“确凿”证据，科学家需等待未来更多实验独立验证，如：直接探测暗物质粒子与普通物质碰撞信号的地下探测器、在实验室创造暗物质粒子的粒子加速器、预计2026年底开始运行观测银心的切伦科夫望远镜数组等。
论文发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
（首图来源：pixabay）
