暗物质是科学上最大的谜团之一。

它不吸收、反射或发射光，所以我们看不到它。但它对星系的引力效应暗示了它的存在。

尽管暗物质约占宇宙的 85%，但科学家对其基本性质知之甚少。

理论比比皆是，克莱姆森大学博士后亚历克斯·麦克丹尼尔的研究为暗物质的性质提供了一些迄今为止最严格的限制。

他的研究还揭示了一个信号的微小暗示，如果该信号是真实的，则可能在未来十年左右的某个时候得到证实。

麦克丹尼尔说：“随着未来的数据收集和新发现，这个小小的暗示可能会变成对暗物质模型的非常具体的检测。”

探测暗物质将是开创性的。

“暗物质是天体物理学中最重要的事物之一，但我们对此几乎一无所知。发现它将是一个巨大的突破，”克莱姆森物理与天文学系副教授、麦克丹尼尔的顾问马可·阿杰洛说。 “谁发现了谁就可能获得诺贝尔奖。就这么大了。”

在这项工作中，麦克丹尼尔和合作者正在矮星系中寻找自湮灭成普通物质的暗物质和伽马射线(一种最高能级的光形式)。矮星系是研究的理想选择，因为它们体积小，富含暗物质，而且大多缺乏可能影响研究结果的其他天体物理现象，如气体、尘埃和超新星。

“我们寻找这些是因为，理想情况下，它们会给我们一个清晰的信号，或者让我们排除某些粒子理论，”麦克丹尼尔说。

一些模型预测暗物质具有一定的质量或横截面，这是由于粒子相互作用而发生特定事件的概率。这将决定研究人员期望在伽马射线中看到什么。他说，如果他们看不到这一点，他们可以排除这些质量和横截面。

“在这篇论文中，我们做了更多的排除，认为暗物质不可能有这些质量或横截面，”克莱姆森大学前博士后、该研究的合著者克里斯·卡尔文(Chris Karwin)说。卡尔文现在是美国宇航局戈达德太空飞行中心的博士后研究员。 “但与之前的研究相比，我们确实开始看到一些可能是来自这些系统的信号的暗示。”

麦克丹尼尔的研究使用了比以前的研究更大的样本，其中包括更多发现的矮星系和更多的数据。他的研究中包括了大约 50 个矮星系，但他表示，随着新的、更强大的望远镜在不久的将来上线，他预计这个数字将增加到 150-200 个。

“新望远镜基本上是矮星系探测器，”他说。 “我们预计，通过这些改进，我们可以实现真正的检测，而不仅仅是一点点信号提示。”

阿杰洛补充道，“如果它(信号)是真实的，最终将会得到证实。”

详细的研究结果发表在《物理评论 D》杂志上，题为“利用 14 年 费米-LAT 数据对银河系矮球状星系暗物质湮灭的遗留分析”。