東京大學(xué)天文學(xué)家戶谷友則帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在銀河系中心捕捉到一組異常的伽馬射線信號(hào)，這一發(fā)現(xiàn)可能為暗物質(zhì)的存在提供迄今最直接的證據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析美國(guó)宇航局費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這些信號(hào)的能量特征與理論預(yù)測(cè)的暗物質(zhì)粒子湮滅過(guò)程高度吻合。

暗物質(zhì)的概念最早可追溯至20世紀(jì)30年代。當(dāng)時(shí)瑞士天文學(xué)家弗里茨·茲威基在研究后發(fā)星系團(tuán)時(shí)發(fā)現(xiàn)，星系的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)超其可見(jiàn)質(zhì)量所能解釋的范圍。他由此推斷，宇宙中必然存在一種不發(fā)光、不反射光的“不可見(jiàn)物質(zhì)”，正是這種物質(zhì)維持著星系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。此后近百年間，科學(xué)家們始終未能直接觀測(cè)到暗物質(zhì)，只能通過(guò)其對(duì)可見(jiàn)物質(zhì)的引力效應(yīng)間接推斷其存在。

目前科學(xué)界普遍認(rèn)為，暗物質(zhì)約占宇宙總物質(zhì)的85%，而我們熟悉的普通物質(zhì)僅占15%。由于暗物質(zhì)粒子不參與電磁相互作用，傳統(tǒng)光學(xué)觀測(cè)手段無(wú)法直接捕捉其蹤跡。研究者們轉(zhuǎn)而通過(guò)探測(cè)暗物質(zhì)可能產(chǎn)生的次級(jí)粒子來(lái)尋找線索，其中伽馬射線因其高能量和穿透性成為重點(diǎn)觀測(cè)對(duì)象。

根據(jù)主流理論模型，暗物質(zhì)可能由弱相互作用大質(zhì)量粒子（WIMPs）構(gòu)成。當(dāng)兩個(gè)WIMP粒子碰撞時(shí)，會(huì)發(fā)生湮滅并釋放出高能粒子，包括伽馬射線光子。銀河系中心作為暗物質(zhì)密度最高的區(qū)域之一，自然成為搜尋這類(lèi)信號(hào)的理想場(chǎng)所。戶谷團(tuán)隊(duì)正是基于這一理論，在銀河系中心區(qū)域開(kāi)展了長(zhǎng)期觀測(cè)。

研究團(tuán)隊(duì)在銀河系中心探測(cè)到能量約為20吉電子伏特的超高能伽馬射線，其分布呈現(xiàn)暈狀結(jié)構(gòu)向外擴(kuò)散。能譜分析顯示，這些射線的能量特征與WIMP湮滅模型預(yù)測(cè)的結(jié)果高度一致，暗示暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量可能達(dá)到質(zhì)子的500倍。戶谷友則指出：“這種輻射模式難以用超新星、脈沖星等已知天體現(xiàn)象解釋，因此被視為暗物質(zhì)存在的強(qiáng)烈信號(hào)。”

若這一發(fā)現(xiàn)得到進(jìn)一步驗(yàn)證，將成為天文學(xué)與物理學(xué)領(lǐng)域的重大突破。首先，這將實(shí)現(xiàn)人類(lèi)首次直接觀測(cè)到暗物質(zhì)，破解自茲威基提出概念以來(lái)困擾科學(xué)界近百年的謎題；其次，證實(shí)暗物質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新粒子，可能推動(dòng)基礎(chǔ)物理理論的革新。目前，研究團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃在銀河系暈中的矮星系等暗物質(zhì)富集區(qū)域開(kāi)展后續(xù)觀測(cè)，以驗(yàn)證當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的普適性。

相關(guān)研究成果已分兩期刊載于《宇宙學(xué)與天體粒子物理學(xué)報(bào)》。該發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，多位專家表示，盡管仍需更多獨(dú)立觀測(cè)數(shù)據(jù)支持，但這一研究為暗物質(zhì)探測(cè)開(kāi)辟了新的方向，可能成為改變?nèi)祟?lèi)宇宙認(rèn)知的關(guān)鍵一步。