新視野號探測器可能已經觀測到來自衰變暗物質的光

外展：藝術家對新視野號探測器的印象。 （禮貌：NASA/SwRI/Johns Hopkins APL）

三位美國天文學家提出，來自銀河系以外的意外過量光線可能是暗物質粒子衰變的證據。 約翰霍普金斯大學的何塞·路易斯·伯納爾、加布里埃拉·薩托-波利托和馬克·卡米恩科夫斯基根據美國國家航空航天局新視野號探測器的觀察結果提出，這種光可以為軸子的衰變提供證據，軸子是可以解釋一些黑暗的假設粒子似乎瀰漫在Cosmos中的物質。

Cosmos光學背景 (COB) 包含所有來自銀河系以外光源的光，它應該包含有關Cosmos結構的重要信息。 然而，天文學家發現很難將 COB 與離家更近的光——尤其是被行星際塵埃散射的太陽光分開。

新視野號以 2015 年飛越冥王星而聞名，此後深入太陽系外。 該探測器目前位於柯伊伯帶 – 其中包含大量冰冷物體。 對於對 COB 感興趣的天文學家來說，至關重要的是，柯伊伯帶中的行星際塵埃比靠近太陽的區域稀疏得多。 最近，使用新地平線的遠程偵察成像儀 (LORRI) 對 COB 進行了測量——該成像儀之前拍攝了著名的冥王星表面高解析度圖像。 遠離散射陽光的影響，這些新觀測提供了迄今為止最精確的 COB 測量。

幾乎兩倍的亮度

一個令人驚訝的發現是 COB 的亮度幾乎是最新星系調查所預期亮度的兩倍。 這種超額具有 4σ 的統計顯著性，這意味著觀察不太可能是統計波動的結果。

現在，約翰霍普金斯大學的三人組提出，這種多餘的光可能來自軸子的衰變。 這些是具有微小質量的假設粒子，可以解釋暗物質——暗物質本身是一種假設物質，被用來解釋對Cosmos中星系和更大規模結構的令人費解的觀察。

為了解釋 LORRI 的觀察結果，天文學家研究了一個軸子衰變成光子的模型。 他們計算了由這些衰變產生的光子能量分布，以及它們如何導致 LORRI 檢測到的過量光。

該團隊的結果表明，過量的 COB 光子可能源自質量範圍為 8–20 eV/c2 的軸子，平均衰變壽命約為 1015 年。 此外，如果軸子衰變產生具有一種特定能量的光子，那麼 COB 中光的光譜分布應該有這種產生的證據。

三人組現在將在未來的 COB 觀測中尋找這種光譜特徵，隨著新視野號進一步向太陽系邊緣推進，這種特徵將會得到改善。

物理評測快報中描述了這項研究。