這種宇宙中最高能的光線，是否指向宇宙中最難以解釋的物質？一項新的研究給出了肯定的答案。

天空中閃耀著無形的爆炸性伽馬射線（圖示中黃色及紅色部分），根據最新研究，這些射線中的一部分，或由暗物質產生。（圖片來源：美國宇航局戈達德太空飛行中心） 伽馬射線是宇宙中最明亮且最強大的光線，能夠穿過天空而不為肉眼所見。這些由超新星爆炸而產生的極為高能的輻射爆發，從碰撞的中子星中迸發，又從最深處的黑洞中湧出。 當天文學家們用伽馬射線望遠鏡捕捉到它們時，發現這些不可見的閃光直指宇宙中一些最具爆破性的結構。目前，一支國際研究者小組希望，這些強大的射線同樣能夠引至另一種更為陌生、難以捕捉到的東西——也就是無形的暗物質。

在一項發表在《物理評論快報》雜誌上、並在預印資料庫arXiv中被詳細說明的研究中，研究人員觀察了他們稱之為“未解決的伽瑪射線背景”，也就是說這些微弱而神祕的伽瑪射線訊號都是在已知來源的黑洞和超新星被發現後留下的。當研究小組將未解決的伽瑪射線圖和宇宙同一區域的物質密度圖進行比較時，他們發現這些射線精確地對準了被預測隱藏了暗物質的強引力區域。

該研究的合著者丹尼爾·格魯恩表示，這兩者間的相關性表明了暗物質可能是宇宙中微弱的伽馬射線背景的主要成因。如果是這樣的話，就能為天文學家神祕的物質屬性研究提供一些至關重要的線索。

“暗物質能夠像放射性原子核一樣衰變，同時產生伽馬射線。” 格魯恩，這位加州斯坦福大學的、美國能源部SLAC國家加速器實驗室的天體物理學家告訴美國生命科學網，“也可能是多個暗物質粒子相互碰撞，相互作用中產生了伽馬射線。”

黑暗中的漣漪

暗物質約佔宇宙品質的85%，雖然研究者仍然對暗物質是什麼、在哪裡並不確定。當代科學儀器完全看不見暗物質，它從未被成功探測到過。

“不過，我們確實知道暗物質的一些性質，”格倫（Gruen）說道。“我們知道它很常見，還知道它具有品質，因此它和其他有品質的物體之間相互吸引。”

換句話說，即使暗物質是不可見的，它通過強大的引力在宇宙中造成可見的影響。其中一種影響被稱為引力透鏡效應——本質上說，來自遙遠星系的光，被它通向地球的路上遇到的巨大品質天體的引力所彎曲。

兩張示意圖如上。暗物質密度（紅色）和伽馬射線高活動區(黃色)重疊得十分一致。（圖片來源：Daniel Gruen/SLAC/Stanford, Chihway Chang/University of Chicago, Alex Drlica-Wagner/Fermilab）

為了此項新研究，研究人員對一張由暗能量調查專案（DES）編制而成，反映宇宙中某一特定區域的引力透鏡效應的天體圖進行了觀察。通過安裝在智利的一個巨型望遠鏡上的勘測專用相機，聚焦在遠光受零星的強烈引力發生畸變最嚴重的區域，用一年的時間捕捉拍攝了數億個星系的高清影象。格倫表明，儘管最終天體圖上的一些最大型區域與已知星系相吻合，但大量其他區域很可能說明存在著暗物質的潛在影響。

為了更好地了解這種影響究竟是什麼樣的，研究人員將這張品質圖與過去九年間NASA費米伽馬射線望遠鏡在同一區域探測所得的伽馬射線輻射圖進行了對比。研究團隊根據其能量輸出、距離和其他多種因素，利用數學模型移除了所有明確來自於黑洞和超新星這些“平常”來源的輻射。

眼下只剩“未解決的”的神祕伽馬射線源，研究團隊對比了這兩張天體圖，發現強伽馬射線區域與大品質區域有明顯的重疊。

“這是我們首次在研究中得以確信，有大量伽馬射線存在的地方，也有大量暗物質存在。” 格倫聲稱。

如果暗物質真的在發射伽馬射線，這會極大地減少檢測它的方法並縮減它事實上構成元素的範圍。然而格倫說，費米圖上微弱的伽馬射線背景仍然可能與暗物質無關。研究者們用來排除伽馬射線的“尋常”發射源（例如黑洞）的數學模型是基於一些對這些物體性質的假設。如果這些假設是錯誤的，遙遠的黑洞可能是相較研究者所解釋的而言更多神祕的伽馬射線背景的產生原因。

“或許模型是不完備的，或許我們事實上正在獲得關於發射伽馬射線的黑洞的知識，”格倫說，“或許，這些黑洞存在於比我們所想象的更加廣大的星系中。”

更多關於伽馬射線和引力透鏡的資料將有助於研究隊伍修正他們的模型並更好地說明他們的宇宙圖。自從研究得出結論，DES（暗物質測量）已經收集了六倍之多的宇宙品質分佈的資訊，而費米衛星依然是追蹤伽馬射線暴的許多望遠鏡之一。格倫說，在接下來數年中，一項展示更加清晰的結果的後續研究將會進行。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3..space-Brandon Specktor- Gilbert，同盟名花先寇布，prprpr，Fermina，慢慢吞海鷗