暗物质存在吗？银河系内找不到惰性微中子衰变产生的X射线

孙悟空748

在粒子物理标准模型中，已知有三种味的微中子：电微中子（νe）、缈微中子（νμ）以及涛微中子（ντ），微中子是宇宙中最丰富的粒子之一，但它们不带电荷、比原子还要小，每秒可能有数不清的微中子通过你的手指尖，但它们只参与弱交互作用，不会与你身体的其他物质打招呼，因此很难被发现。过去，我们曾在其他星系中观测到不明 X 射线，科学家将目标锁定在透过重力相互作用的「惰性微中子」这种暗物质，并且按照道理，银河系应该也要能侦测到这种不明 X 射线。然而一篇新研究很遗憾地指出：完全找不到。

尽管科学界共识已认定宇宙中存在暗物质，但依然缺少最关键环节，我们知道暗物质在哪里、量有多少，却不知道它的本质，其中一种猜想认为暗物质是由惰性微中子（sterile neutrino）构成，这种粒子不会参与除了重力以外的任何作用。

当惰性微中子衰变成其他物质时会产生特殊 X 射线信号，只要找到，就更可以证明惰性微中子是难以捉摸的暗物质，而 2014 年时，科学家们利用 XMM-牛顿卫星在附近 73 个星系与星系团中发现了未知 X 射线，由于能量都落在约 3.5keV，且质量为 7keV的惰性微中子若弥漫在星系中，衰变后就会发出这种光（跟普通微中子），因此科学家将之称为 3.5keV 线，并期待是否又离发现暗物质的愿景更进一步。

假如特殊 X 射线真的是由暗物质产生，那么银河系外围充满了暗物质，我们应该能在自己的星系发现该信号，然而现在，美国密西根大学团队筛选 XMM-牛顿卫星 20 年来观测银河系最暗区域的数据，希望找到特殊 3.5keV 发射线，研究结果却是遗憾的「未找到」——没有实验证据表明暗物质的存在。

现在，科学家对于产生 3.5 keV 信号的对象又没有定论了，且基本上排除由暗物质惰性微中子引起，监于这次研究包含大量数据，一些未参与研究的科学家表示同意这项结果。

当然也有科学家不认同这次的研究结果，他们认为对 XMM-牛顿卫星的观测背景进行建模有难度，如果连 eROSITA 望远镜或计划在 2022 年发射的 XRISM 望远镜，观测结果也都找不到这条特殊 3.5keV 发射线，他们才能说服自己真的不是暗物质作祟。

原文地址：今日头条