En forskare vid University of Tokyo har identifierat en halo av högenergigamma-strålar från NASAs Fermi Gamma-ray Space Telescope som stämmer överens med förutsägelser för mörk materiapartiklers annihilation. Detta fynd, baserat på data från Vintergatans centrum, kan vara den första direkta glimten av den undflyende substansen som föreslogs för nästan ett sekel sedan. Professor Tomonori Tatanis analys tyder på ett genombrott, även om oberoende verifiering behövs.
På 1930-talet föreslog den schweiziske astronomen Fritz Zwicky mörk materia för att förklara varför galaxer rör sig snabbare än deras synliga massa skulle tillåta, och tillhandahöll den nödvändiga gravitationella dragkraften för att hålla dem samman. I årtionden har forskare härlett dess existens genom indirekta effekter, eftersom mörk materiapartiklar inte interagerar med ljus eller elektromagnetiska krafter.
Många teorier pekar på svagt interagerande massiva partiklar, eller WIMPs, som byggstenarna i mörk materia. Dessa partiklar, tyngre än protoner, förväntas annihilera vid kollision och producera gamma-strålar bland andra partiklar. Forskare har länge riktat in sig på täta mörk materiaregioner, som Vintergatans kärna, för sådana signaler med hjälp av rymdteleskop.
Professor Tomonori Totani vid University of Tokyo analyserade nyliga data från NASAs Fermi Gamma-ray Space Telescope och upptäckte gamma-strålar vid 20 gigaelectronvolt som sträcker sig i en halo-liknande struktur mot galaxens centrum. "Vi upptäckte gamma-strålar med fotonenergi på 20 gigaelectronvolt... som sträcker sig i en halo-liknande struktur mot Vintergatans centrum. Gamma-strålningskomponenten stämmer nära med den form som förväntas från mörk materiahalon," uppgav Totani.
Energispektrumet och intensiteten stämmer med modeller för WIMPs runt 500 gånger en protons massa, och mönstret matchar inte lätt kända astrofysikaliska källor. "Om detta är korrekt, såvitt jag vet, skulle det vara första gången mänskligheten har 'sett' mörk materia. Och det visar sig att mörk materia är en ny partikel som inte ingår i den nuvarande standardmodellen för partikelfysik. Detta markerar en stor utveckling inom astronomi och fysik," tillade Totani.
Publicerad i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2025, uppmanar studien till bekräftelse från andra team. Framtida observationer av dvärg-galaxer kan stärka bevisen om liknande signaler dyker upp. Arbetet finansierades av JSPS/MEXT KAKENHI Grant Number 18K03692.