人類、暗黒物質を観測か

発表のポイント
天の川銀河の中心方向に、ハロー状にぼんやりと広がるガンマ線の放射を発見しました。
その性質は、長年探し求められてきた、暗黒物質が放つと予想されるガンマ線放射によく合致しており、暗黒物質からの放射を初めて捉えた可能性があります。
今後の検証で、本当に暗黒物質からのガンマ線であることが確定すれば、天文学・物理学における最大の難問の一つがついに解明されることになります。

天の川銀河の中心方向に広がるハロー状のガンマ線放射
（中央の灰色のバーは銀河面に対応する領域で、解析から除かれた領域。詳細は図1参照。）

発表概要
東京大学大学院理学系研究科の戸谷友則教授は、フェルミガンマ線観測衛星（注1）の最新データを解析し、我々が住む天の川銀河（銀河系）の中心方向から、
約20ギガ電子ボルト(GeV)のガンマ線（注2）が、角度にして30度以上にぼんやりと広がって放射されていることを発見しました。
その性質は長年探し求められてきた暗黒物質（注3）のシグナルとよく合致しており、天の川銀河を球状に取り囲んでいるとされる暗黒物質の「ハロー」（注4）において、2つの暗黒物質粒子が対消滅（注5）して
ガンマ線に転化していることを示唆します。
これが事実であれば、人類は初めて暗黒物質を「見た」ことになり、天文学・物理学における最大の問題の一つがついに解決されることになります。
今後は、さらなる研究や検証により、これが本当に暗黒物質からのガンマ線であることを立証することが重要です。

https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10983/

注2 ガンマ線
X線よりさらに光子エネルギーが高い電磁波の総称。ギガ電子ボルト(GeV)はガンマ線光子のエネルギーの単位で、1電子ボルト(eV)の10億倍。↑

注3 暗黒物質
天体の動きと重力の法則から、星として光っている物質の約10倍もの量の暗い物質があることが1930年代から指摘され、暗黒物質と呼ばれる。
すべての銀河は暗黒物質のハローに囲まれて存在し、宇宙全体でも、元素など通常物質の約5倍の密度であまねく存在しているとされる。↑

注4 ハロー
我々が住む天の川銀河の中の恒星は中心部のバルジと、その周りの銀河円盤に沿って分布しているが、そのおよそ10倍にもわたる大きさの、暗黒物質でできた球状のハローが存在するとされる。
以下の図3参照。

https://apps-images.adm.s.u-tokyo.ac.jp/WEB_info2/p/pub/12401/Tota4.png
図3：天の川銀河の模式図（日本天文学辞典 https://astro-dic.jp/galactic-halo/ より）
ハローの物質密度はどこでも同じではなく、天の川銀河の中心部に向かって高くなっていく。
したがって、ハローがガンマ線で輝いているとすれば、天の川銀河の中心方向にむかってぼんやりと広がった放射が見えると予想される。

注5 対消滅
2つの同種の粒子（粒子とその反粒子）が衝突して、光子など他の粒子に変化する素粒子反応の総称。例えば、電子と陽電子が対消滅して光子に変わる、など。