天文学者らがNASAのフェルミ望遠鏡で検出されたガンマ線放出を通じて暗黒物質を垣間見た可能性がある。友谷友則氏が率いる研究では、これらの信号が天の川銀河で衝突する弱く相互作用する質量粒子から生じると示唆されている。有望だが、この発見は暗黒物質の存在を確認するためさらなる検証が必要だ。
暗黒物質は、銀河形成に影響を与える不可視の物質で、1933年にフリッツ・ツビッキーがその存在を提唱して以来、科学者を悩ませてきた。コマ星団の銀河が可視物質に基づく予想より速く動くのを観測し、ツビッキーは追加の重力を提供する見えない質量を推測した。数十年にわたり、弾丸銀団での重力レンズ効果などの証拠がこの考えを支持してきたが、直接検出は依然として困難だ。
暗黒物質は宇宙の約27%を占め、通常物質が5%、残りが暗黒エネルギーである。可視物質とは異なり、光と相互作用しないため、直接観測が難しい。理論では、弱く相互作用する質量粒子（WIMPs）で構成され、陽子より大きく、衝突時に互いに消滅してガンマ線を生成するとされる。
11月25日に『Journal of Cosmology and Astroparticle Physics』に掲載された研究で、東京大学の天文学教授・友谷友則氏は、NASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡のデータを分析した。彼は20ギガ電子ボルトのエネルギーのガンマ線が天の川銀河中心に向かってハロー状の構造を形成しているのを特定した。「20ギガ電子ボルトの光子エネルギーを持つガンマ線を検出し…天の川銀河の中心に向かってハロー状の構造に広がっている」と友谷氏はPhys.orgに語った。「ガンマ線放出成分は暗黒物質ハローの予想形状と密接に一致する。」
友谷氏は、星は銀河内で円盤を形成するが、暗黒物質は球状にそれを囲んでおり、放射パターンに影響を与えると指摘した。これらの放出は暗黒物質の消滅予測と一致し、既知のソースからの簡単な説明がない。
しかし、友谷氏は矮小銀河からの放出との比較を含む独立した検証の必要性を強調した。確認されれば、標準模型を超える新粒子が明らかになり、基礎物理学を再構築し、宇宙膨張を加速させる暗黒エネルギーの理解を助ける可能性がある。「正しければ、宇宙論の長年の最大の謎である暗黒物質の本質が明らかになった」と友谷氏は述べた。