過去,我們曾在其他星系中觀測到不明 X 射線,科學家將目標鎖定在透過重力相互作用的「惰性微中子」這種暗物質,並且按照道理,銀河系應該也要能偵測到這種不明 X 射線。然而一篇新研究很遺憾地指出:完全找不到。

儘管科學界共識已認定宇宙中存在暗物質,但依然缺少最關鍵環節,我們知道暗物質在哪裡、量有多少,卻不知道它的本質,其中一種猜想認為暗物質是由惰性微中子(sterile neutrino)構成,這種粒子不會參與除了重力以外的任何作用。

當惰性微中子衰變成其他物質時會產生特殊 X 射線訊號,只要找到,就更可以證明惰性微中子是難以捉摸的暗物質,而 2014 年時,科學家們利用 XMM-牛頓衛星在附近 73 個星系與星系團中發現了未知 X 射線,由於能量都落在約 3.5keV,且質量為 7keV的惰性微中子若瀰漫在星系中,衰變後就會發出這種光(跟普通微中子),因此科學家將之稱為 3.5keV 線,並期待是否又離發現暗物質的願景更進一步。

假如特殊 X 射線真的是由暗物質產生,那麼銀河系外圍充滿了暗物質,我們應該能在自己的星系發現該訊號,然而現在,美國密西根大學團隊篩選 XMM-牛頓衛星 20 年來觀測銀河系最暗區域的數據,希望找到特殊 3.5keV 發射線,研究結果卻是遺憾的「未找到」──沒有實驗證據表明暗物質的存在。

現在,科學家對於產生 3.5 keV 訊號的對象又沒有定論了,且基本上排除由暗物質惰性微中子引起,鑑於這次研究包含大量數據,一些未參與研究的科學家表示同意這項結果。

當然也有科學家不認同這次的研究結果,他們認為對 XMM-牛頓衛星的觀測背景進行建模有難度,如果連 eROSITA 望遠鏡或計畫在 2022 年發射的 XRISM 望遠鏡,觀測結果也都找不到這條特殊 3.5keV 發射線,他們才能說服自己真的不是暗物質作祟。

新論文發表在《科學》(Science)期刊。

(首圖來源:pixabay

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