Teleskòp Fermi a te fè yon obsèvasyon klè sou yon emisyon reyon gama anplis nan sant galaksi lakay nou an ki te parèt non-esferik e aplati. Yo rele sa Eksè Sant Galaktik (GCE), reyon gama anplis sa a se yon posib siyati matyè nwa ki soti kòm yon pwodwi oto-aniilasyon patikil masiv ki entèaji fèbman (WIMP), yon kandida patikil matyè nwa. Sepandan, reyon gama anplis ki obsève nan sant galaktik la kapab tou akòz ansyen pulsar milisegond (MSP). Jiska prezan, yo te kwè ke mòfoloji GCE akòz matyè nwa (DM) ta esferik. Yon etid simulation resan revele ke mòfoloji reyon gama akòz DM ta ka siyifikativman non-esferik e aplati. Sa vle di tou de ipotèz aniilasyon matyè nwa (DM) ak pulsar milisegond (MSP) pou GCE obsève a egalman posib. Reyon gama ki pwodui nan aniyasyon matyè nwa (DM) ta gen yon nivo enèji trè wo apeprè 0.1 tera-elektron-volt (TeV). Teleskòp estanda reyon gama yo pa ka detekte foton enèji sa yo dirèkteman. Kidonk, konfimasyon modèl matyè nwa (DM) nan Galactic Centre Excess (GCE) ta posib lè etid yo fini pa obsèvatwa reyon gama tera yo tankou Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) ak Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO).
Istwa matyè nwa a te kòmanse an 1933 lè Fritz Zwicky te obsève ke galaksi k ap deplase rapidman nan Amas Coma a pa ka rete ansanm epi rete estab san prezans matyè adisyonèl ki yon jan kanmenm envizib men ki gen yon efè gravitasyonèl ase pou anpeche galaksi yo tonbe an miyèt moso. Li te envante tèm "matyè nwa" pou refere a matyè envizib sa a. Nan ane 1960 yo, Vera Rubin te fè yon kontribisyon enpòtan nan konpreyansyon nou sou matyè nwa. Li te note ke zetwal ki nan kwen ekstèn Andromeda ak lòt galaksi yo t ap vire ak yon vitès osi vit ke vitès zetwal yo ki ale nan direksyon sant la. Pou sòm tout matyè obsève a, galaksi a ta dwe te vole apa, sa ki te nesesite prezans kèk matyè envizib adisyonèl ki kenbe galaksi yo ansanm epi ki fè yo vire nan gwo vitès. Mezi li te fè sou koub wotasyon galaksi Andromeda a te bay premye prèv matyè nwa a.
Kounye a nou konnen matyè nwa a pa kominike avèk limyè oswa fòs elektwomayetik. Li pa absòbe, reflete oswa emèt limyè oswa okenn lòt radyasyon elektwomayetik epi li envizib, kidonk yo rele li nwa. Men, li gwoupe gravitasyonèlman epi li gen efè gravitasyonèl sou matyè òdinè, e se konsa prezans li nan espas jeneralman konkli. Galaksi yo kenbe ansanm an ekilib pa efè gravitasyonèl matyè nwa a ki konstitye jiska 26.8% nan kontni enèji mas linivè a tandiske tout linivè obsèvab la, ki gen ladan tout matyè òdinè baryonik ke nou tout konpoze a, fè sèlman 4.9% nan linivè a. 68.3% ki rete nan kontni enèji mas linivè a se enèji nwa.
Yo pa konnen ki sa matyè nwa a ye tout bon vre. Pa gen okenn patikil fondamantal nan Modèl Estanda a ki gen pwopriyete ki nesesè pou yo vin matyè nwa. Petèt, se "patikil supersimetrik" ipotetik ki patnè patikil ki nan Modèl Estanda a ki fè matyè nwa. Petèt gen yon mond paralèl matyè nwa. WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), aksion, oswa neutrino esteril se patikil ipotetik ki depase Modèl Estanda a ki se kandida prensipal yo. Sepandan, poko gen okenn siksè ki te reyalize nan deteksyon patikil sa yo.
Gen plizyè pwojè (tankou Eksperyans XENON, Pwojè DarkSide-20k , EURECA Rxperiment, ak RES-NOVA ) ki an kou kounye a pou deteksyon dirèk patikil matyè nwa. Sa yo se sitou detektè gaz nòb likid oswa detektè kriyojenik ki fèt pou detekte siyal fèb ki soti nan entèraksyon patikil matyè nwa yo. Sepandan, malgre anpil nouvo apwòch, pa gen okenn pwojè ki rive detekte dirèkteman okenn patikil matyè nwa jiskaprezan.
Pou prèv endirèk matyè nwa a, yon moun ka chèche efè gravitasyonèl matyè nwa a, jan Fritz Zwicky ak Vera Rubin te fè pou dekouvri matyè nwa a lè yo etidye kijan galaksi yo kenbe ansanm malgre yo gen vitès ki pa pwopòsyonèlman wo pou matyè òdinè yo obsève a. Efè gravitasyonèl lentiy (koube limyè) ak efè sou mouvman zetwal nan espas kapab bay tou prèv endirèk sou prezans matyè nwa. Anplis de sa, pwodwi aniyasyon (tankou reyon gama, neutrino, ak reyon kosmik) ki kreye lè patikil matyè nwa yo fè kolizyon youn ak lòt nan espas kapab endike tou prezans matyè nwa. Youn nan kote sa yo kote yo te predi matyè nwa ki baze sou pwodwi aniyasyon patikil matyè nwa yo se sant galaksi lakay nou an, Lavwa Lakte.
Deteksyon matyè nwa nan sant galaksi lakay nou an, Lavwa Lakte a.
Te gen endikasyon yon eksè de ekla mikwo ond santral difize nan sant Lavwa Lakte a (MW). Yo te pwopoze ke eksè ekla a te akòz emisyon senkrotron ki soti nan elektwon relativist ak pozitron ki pwodui nan aniyasyon matyè nwa WIMP, kidonk yo te predi yon siyal reyon γ difize pwolonje nan seri enèji jiska kèk santèn GeV. Apre sa, Teleskòp Fermi-Gwo Zòn (LAT) te detekte siyal reyon γ a ke yo te idantifye kòm Eksè Sant Galaktik (GCE). Byento, yo te reyalize ke Eksè Sant Galaktik (GCE) a te kapab tou akòz ansyen zetwal netwon (pulsar milisgond). Yo te panse ke mòfoloji GCE a ta enpòtan - yon GCE simetrik ki gen fòm esferik ta endike emisyon reyon γ ki soti nan aniyasyon patikil matyè nwa (DM) pandan ke yon mòfoloji GCE aplati ta sijere emisyon reyon γ ki soti nan pulsar milisgond (MSP).
Yon obsèvasyon vaste sant galaktik Lavwa Lakte a pa Teleskòp Fermi-Large Area (LAT) te revele yon asferisite aplati. Nòmalman, yon moun ta asosye asferisite obsève a ak zetwal fin vye granmoun (MSP) sepandan, yon etid resan ki te pibliye nan dat 16 oktòb 2025 te konkli ke mòfoloji GCE yo predi pa tou de modèl aniyasyon zetwal fin vye granmoun (MSP) ak matyè nwa (DM) yo pa ka distenge.
Pou etidye distribisyon matyè nwa a, chèchè yo te fè yon simulation mòfoloji galaksi ki sanble ak MW (Milky Way). Yo te jwenn ke alo matyè nwa yo ozalantou galaksi yo, ansanm ak ozalantou rejyon santral galaksi yo, raman te esferik jan yo te sipoze nan modèl anizotropik la. Okontrè, analiz la te montre yon pwojeksyon dansite matyè nwa aplati pou tout galaksi yo. Distribisyon matyè nwa (DM) ki pa aksisimetrik sa a te montre tou pa istwa fizyon galaksi Milky Way la nan twa premye milya ane nan listwa linivè a. Mòfoloji GCE ki obsève a aplati sou rejyon santral la, ki jeneralman yo panse ki karakteristik distribisyon zetwal fin vye granmoun (MSP). Nouvo etid la demontre ke matyè nwa (DM) jenere yon distribisyon kare menm jan an. Kidonk, tou de ipotèz aniyasyon matyè nwa (DM) ak pulsar milisegond (MSP) pou GCE obsève a egalman posib.
Si GCE obsève a se akòz matyè nwa (DM) oswa akòz pulsar milisegond (MSP), n ap konnen lè obsèvatwa reyon gamma tankou Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) ak Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO) fini etid reyon tera-gama yo nan lavni. Reyon gama ki pwodui kòm yon pwodwi aniyasyon matyè nwa (DM) nan sant galaktik la ta dwe foton ultra-wo enèji ak yon nivo enèji trè wo apeprè 0.1 tera-elektron-volt (TeV). Teleskòp reyon gama estanda yo pa ka detekte foton gwo enèji sa yo dirèkteman. Reyon tera-gama yo pral yon sib enpòtan pou obsèvatwa reyon gamma nan lavni tankou CTAO ak SWGO.
Etid sa a se yon pa annavan nan deteksyon matyè nwa nan espas atravè pwodui aniyasyon li yo. Sepandan, prezans matyè nwa nan sant galaktik la ta bezwen konfimasyon pa obsèvatwa reyon gamma ultra-wo enèji tankou CTAO oswa SWGO nan lavni. Yon pwogrè pi enpòtan nan syans matyè nwa a se deteksyon dirèk nenpòt patikil DM.
***
Referans:
- Hochberg, Y., Kahn, YF, Leane, RK et al. Nouvo apwòch pou deteksyon matyè nwa. Nat Rev Phys 4, 637–641 (2022). https://doi.org/10.1038/s42254-022-00509-4
- Misiaszeka M. ak Rossib N. 2024. Deteksyon dirèk matyè nwa: yon revizyon kritik. Symmetry 2024, 16(2), 201; DOI: https://doi.org/10.3390/sym16020201
- Enstiti Fizik Kòpuskilè. Nan rechèch matyè nwa: yon nouvo apwòch pou detekte envizib la. 22 Out 2025. Disponib nan https://webific.ific.uv.es/web/en/content/search-dark-matter-new-approach-detecting-invisible
- Muru MM, et al 2025. Mòfoloji depase matyè nwa nan sant galaktik Fermi-LAT nan simulation galaksi Lavwa Lakte a. Physical Review Letters. 135, 161005. Pibliye 16 oktòb 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/g9qz-h8wd Vèsyon pre-enprime nan arXiv. Soumèt 8 Out 2025. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06314
- Inivèsite Johns Hopkins. Nouvèl – Yon limyè misterye nan Voie Lakte a ta ka yon prèv matyè nwa. Pibliye 16 oktòb 2025. Disponib nan https://hub.jhu.edu/2025/10/16/mysterious-glow-in-milky-way-dark-matter/
- Enstiti Leibniz pou Astwofizik. Nouvèl – Lavwa Lakte a montre yon eksè reyon gama akòz aniyasyon matyè nwa. Pibliye 17 oktòb 2025. Disponib nan https://www.aip.de/en/news/milkyway-gammaray-darkmatter-annihilation/
- Teleskòp Espasyal Fermi Gamma-ray. Disponib nan https://science.nasa.gov/mission/fermi/
- Observatwa Teleskòp Cherenkov (CTAO). Disponib nan https://www.ctao.org/emission-to-discovery/science/
- Obsèvatwa Reyon Gama Sid la (SWGO). Disponib nan https://www.swgo.org/SWGOWiki/doku.php?id=swgo_rel_pub
- Obsèvatwa Tartu. Kote fènwa Linivè a. Disponib nan https://kosmos.ut.ee/en/dark-side-of-the-universe
***
, this excess γ-ray is a possible signature of dark matter arising as a product of self-annihilations of weakly interacting massive particles (WIMPs), a dark matter particle candidate. However, the excess γ-ray observed at the galactic centre may also be due to old millisecond pulsars (MSPs). Hitherto, it was held that the morphology GCE due to dark matter (DM) would be spherical. A recent simulation study reveals that gamma-ray morphology due to DM could be significantly nonspherical and flattened. This means both dark matter (DM) annihilations and millisecond pulsars (MSPs) hypotheses for the observed GCE are equally possible. The gamma rays produced in the annihilation of dark matter (DM) would have an extremely high energy level of approximately 0.1 tera-electron-volts (TeV). The standard gamma-ray telescopes cannot detect these high-energy photons directly. Hence, confirmation of dark matter (DM) model of Galactic Centre Excess (GCE) would be possible upon completion of studies by the tera γ-ray observatories like CTAO and SWGO.){kind=link}