尽管知道暗物质存在,天体物理学家仍然缺少一个关键细节。“我们知道它在哪里,也知道它有多少,但我们不知道它是什么,”密歇根大学的天体物理学家 Ben Safdi 说。
有些人认为这种神秘物质是由假想的亚原子粒子——惰性中微子——构成的。与通过引力和弱核力相互作用的普通中微子不同,惰性中微子只通过引力相互作用。这似乎与暗物质遵循的相互作用规则完全相同。
因此,自 2014 年以来,天体物理学家一直在寻找惰性中微子衰变为正常物质所产生的 X 射线信号。如果发现了这样的 X 射线特征,将强烈表明惰性中微子是暗物质(如果不是唯一的话)的来源。
但在搜寻了我们自己银河系中最黑暗、最空旷区域 20 年的数据以寻找这种特殊的 X 射线信号后,Safdi 和他的研究团队一无所获。
Safdi 和他的团队在发表于《科学》杂志的这项工作中得出结论,目前没有实验证据表明暗物质是由惰性中微子构成的。
“我们很失望。这不是我们期望的结果,”Safdi 说。他们的结果并不意味着惰性中微子不是暗物质的来源——只是这种特定的 X 射线无法证明这种联系。所以现在他们必须回到原点,看看还有什么其他可能将两者联系起来。
深入了解
虽然其他将暗物质与这些信号联系起来的努力都着眼于遥远的星系,但 Safdi 和他的合著者决定从离家更近的地方寻找。
“我们的突破在于,如果[X 射线信号在那里发出],那么它也应该在我们的银河系周围[发出]。”Safdi 说,我们的太阳系所在的银河系被这种神秘物质所环绕。该团队在他们银河系中最黑暗、最空旷的部分——那些推测只有暗物质的部分——寻找 X 射线信号。但在团队的数据中,却没有出现这种 X 射线。
Safdi 说,这种 X 射线信号可能出现在其他暗物质搜索中,充当一种“污染物”。观察遥远的星系意味着数据中会混入来自气体、恒星和其他宇宙物质的干扰。而我们自己银河系的暗物质信息则更为纯净。“我们是在‘什么都没有’的基础上寻找暗物质辐射,”Safdi 说。
一种新方法
Safdi 和他的团队认为,也许其他类型的 X 射线——具有不同波长的 X 射线——仍然可以证明惰性中微子构成了暗物质。他们现在正将相同的研究方法应用于这些不同的 X 射线,看看它们是否可能从银河系最黑暗的区域辐射出来。
“我们现在拥有了这个强大的方法,可以应用于这些数据,”Safdi 说,“谁知道呢?也许我们会找到暗物质的证据。”














