Ang teleskopyo ng Fermi ay gumawa ng malinis na pagmamasid sa labis na paglabas ng γ-ray sa gitna ng ating tahanan na kalawakan na tila hindi spherical at patag. Tinukoy bilang Galactic Center Excess (GCE), ang labis na γ-ray na ito ay isang posibleng lagda ng dark matter na nagmumula bilang isang produkto ng self-annihilations ng mahinang nakikipag-ugnayan na malalaking particle (WIMPs), isang dark matter particle na kandidato. Gayunpaman, ang labis na γ-ray na naobserbahan sa galactic center ay maaari ding dahil sa mga lumang millisecond pulsar (MSPs). Hanggang ngayon, pinanghahawakan na ang GCE morphology dahil sa dark matter (DM) ay magiging spherical. Ang isang kamakailang pag-aaral ng simulation ay nagpapakita na ang gamma-ray morphology dahil sa DM ay maaaring maging makabuluhang nonspherical at flattened. Nangangahulugan ito na ang parehong dark matter (DM) annihilations at millisecond pulsars (MSPs) hypotheses para sa naobserbahang GCE ay pantay na posible. Ang gamma rays na ginawa sa paglipol ng dark matter (DM) ay magkakaroon ng napakataas na antas ng enerhiya na humigit-kumulang 0.1 tera-electron-volts (TeV). Ang mga karaniwang gamma-ray teleskopyo ay hindi maaaring direktang matukoy ang mga high-energy na photon na ito. Samakatuwid, ang kumpirmasyon ng dark matter (DM) na modelo ng Galactic Center Excess (GCE) ay magiging posible sa pagkumpleto ng mga pag-aaral ng tera γ-ray observatories tulad ng Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) at Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO).
Nagsimula ang kuwento ng dark matter noong 1933 nang maobserbahan ni Fritz Zwicky na ang mabilis na gumagalaw na mga kalawakan sa Coma Cluster ay hindi maaaring magkadikit at mananatiling matatag nang walang pagkakaroon ng karagdagang bagay na kahit papaano ay hindi nakikita ngunit may sapat na gravitational effect upang pigilan ang pagbagsak ng mga kalawakan. Siya ang lumikha ng terminong “madilim na bagay” upang tumukoy sa gayong di-nakikitang bagay. Noong 1960s, gumawa si Vera Rubin ng isang mahalagang kontribusyon sa aming pag-unawa sa madilim na bagay. Nabanggit niya na ang mga bituin sa mga panlabas na gilid ng Andromeda at iba pang mga kalawakan ay umiikot na may bilis na kasing bilis ng bilis ng mga bituin patungo sa gitna. Para sa ibinigay na kabuuan ng lahat ng naobserbahang bagay, ang kalawakan ay dapat na lumipad nang hiwalay na nangangailangan ng pagkakaroon ng ilang karagdagang hindi nakikitang bagay na nagpapanatili sa mga kalawakan na magkasama at nagiging sanhi ng pag-ikot ng mga ito sa mataas na bilis. Ang kanyang mga sukat ng mga curve ng pag-ikot ng Andromeda galaxy ay nagbigay ng pinakamaagang ebidensya ng dark matter.
Ngayon alam natin na ang madilim na bagay ay hindi nakikipag-ugnayan sa liwanag o electromagnetic na puwersa. Hindi ito sumisipsip, sumasalamin o naglalabas ng liwanag o anumang iba pang electromagnetic radiation at hindi nakikita kaya tinutukoy bilang madilim. Ngunit ito ay kumukumpol sa gravitationally at may gravitational effect sa ordinaryong bagay, at ito ay kung paano ang presensya nito sa kalawakan ay karaniwang hinuhulaan. Ang mga kalawakan ay pinagsama-sama sa balanse sa pamamagitan ng gravitational effect ng dark matter na bumubuo ng hanggang 26.8% ng mass energy content ng uniberso samantalang ang buong observable universe kasama ang lahat ng baryonic ordinary matter na lahat tayo ay binubuo ng 4.9% lamang ng uniberso. Ang natitirang 68.3% ng mass energy content ng uniberso ay dark energy.
Hindi alam kung ano talaga ang dark matter. Walang pangunahing mga particle sa Pamantayang Modelo may mga katangiang kailangan para maging dark matter. Marahil, ang hypothetical na "supersymmetric particle" na kasosyo sa mga particle sa Standard Model ay nagiging dark matter. Marahil ay mayroong isang parallel na mundo ng madilim na bagay. Ang mga WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), axions, o sterile neutrino ay mga hypothesized na particle na lampas sa Standard Model na nangunguna sa mga kandidato. Gayunpaman, wala pang tagumpay na nakamit sa pagtuklas ng mga naturang particle.
Mayroong ilang mga proyekto (tulad ng Eksperimento ng XENON, DarkSide-20k Project, EURECA Rxperiment, at RES-NOVA) kasalukuyang isinasagawa para sa direktang pagtuklas ng mga particle ng dark matter. Ang mga ito ay kadalasang liquid noble gas detector o cryogenic detector na idinisenyo upang makita ang mahinang signal mula sa mga interaksyon ng dark matter particle. Gayunpaman, sa kabila ng maraming mga diskarte sa nobela, wala pang proyekto ang direktang nakatuklas ng anumang particle ng dark matter.
Para sa hindi direktang katibayan ng dark matter, maaaring maghanap ang isa ng mga epekto ng gravitational ng dark matter, tulad ng ginawa nina Fritz Zwicky at Vera Rubin upang matuklasan ang dark matter sa pamamagitan ng pag-aaral kung paano pinagsama-sama ang mga galaxy sa kabila ng pagkakaroon ng mga bilis na hindi katumbas ng mataas para sa naobserbahang ordinaryong bagay. Ang gravitational effect ng lensing (baluktot ng liwanag) at mga epekto sa paggalaw ng mga bituin sa kalawakan ay maaari ding magbigay ng hindi direktang ebidensya ng pagkakaroon ng dark matter. Bilang karagdagan, ang mga produktong annihilation (gaya ng gamma-ray, neutrino, at cosmic ray) na nilikha kapag ang mga particle ng dark matter ay nagbanggaan sa isa't isa sa kalawakan ay maaari ding magpahiwatig ng pagkakaroon ng dark matter. Ang isang ganoong lokasyon kung saan hinulaang ang dark matter batay sa mga produkto ng paglipol ng dark matter particle ay ang sentro ng ating home galaxy na Milky Way.
Detection ng dark matter sa gitna ng ating tahanan na kalawakan na Milky Way
May mga indikasyon ng sobrang diffuse microwave central glow sa gitna ng Milky Way (MW). Ang labis na glow ay iminungkahi na dahil sa paglabas ng synchrotron mula sa mga relativistic na electron at positron na nabuo sa WIMP dark matter annihilation, samakatuwid ang isang pinalawak na nagkakalat na signal ng γ-ray sa saklaw ng enerhiya hanggang sa ilang daang GeV ay hinulaang. Kasunod nito, nakita ng Fermi-Large Area Telescope (LAT) ang γ-ray signal na kinilala bilang Galactic Center Excess (GCE). Di-nagtagal, napagtanto na ang Galactic Center Excess (GCE) ay maaari ding dahil sa mga lumang neutron star (millisecond pulsars). Naisip na ang morphology ng GCE ay magiging mahalaga - ang isang simetriko na spherical-shaped na GCE ay magiging indicative ng γ-ray emission mula sa paglipol ng dark matter (DM) particles habang ang flattened morphology ng GCE ay magmumungkahi ng γ-ray emission mula sa millisecond pulsars (MSP).
Ang malawak na pagmamasid sa Milky Way galactic center ng Fermi-Large Area Telescope (LAT) ay nagsiwalat ng flattened asphericity. Karaniwan, iuugnay ng isa ang naobserbahang asphericity sa mga lumang bituin (MSP) gayunpaman ang isang kamakailang pag-aaral na na-publish noong Oktubre 16, 2025 ay napagpasyahan na ang mga morpolohiya ng GCE na hinulaang ng mga modelo ng annihilation ng mga lumang bituin (MSP) at dark matter (DM) ay hindi nakikilala.
Upang pag-aralan ang pamamahagi ng madilim na bagay, ang mga mananaliksik ay nagsagawa ng simulation ng morphology ng MW (Milky Way)-like galaxies. Natagpuan nila na ang halos madilim na bagay sa paligid ng mga kalawakan gayundin sa paligid ng mga gitnang rehiyon ng mga kalawakan ay bihirang spherical gaya ng ipinapalagay sa anisotropic model. Sa halip, ang pagsusuri ay nagpakita ng isang flattened dark matter density projection para sa lahat ng mga kalawakan. Ang di-axisymmetric dark matter (DM) na pamamahagi na ito ay ipinakita rin ng pinagsama-samang kasaysayan ng Milky Way galaxy sa unang tatlong bilyong taon sa kasaysayan ng uniberso. Ang naobserbahang morpolohiya ng GCE ay pinatag sa gitnang rehiyon, na karaniwang itinuturing na katangian ng pamamahagi ng lumang bituin (MSP). Ang bagong pag-aaral ay nagpakita na ang dark matter (DM) ay bumubuo ng isang katulad na boxy distribution. Kaya, ang parehong dark matter (DM) annihilations at millisecond pulsars (MSPs) hypotheses para sa naobserbahang GCE ay pantay na posible.
Kung ang naobserbahang GCE ay dahil sa dark matter (DM) o dahil sa millisecond pulsars (MSPs) ay malalaman kapag ang mga γ-ray observatories tulad ng Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) at Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO) ay nakumpleto ang kanilang tera-gamma ray na pag-aaral sa hinaharap. Ang gamma rays na ginawa bilang annihilation product ng dark matter (DM) sa galactic center ay magiging ultra-high-energy photon na may napakataas na antas ng enerhiya na humigit-kumulang 0.1 tera-electron-volts (TeV). Ang mga karaniwang gamma-ray teleskopyo ay hindi maaaring direktang matukoy ang mga high-energy na photon na ito. Ang mga sinag ng tera-gamma ay magiging isang mahalagang target para sa hinaharap na mga obserbatoryo ng γ-ray tulad ng CTAO at SWGO.
Ang pag-aaral na ito ay isang hakbang pasulong sa pagtuklas ng madilim na bagay sa kalawakan sa pamamagitan ng mga produktong annihilation nito gayunpaman ang pagkakaroon ng madilim na bagay sa galactic center ay mangangailangan ng kumpirmasyon ng ultra-high energy γ-ray observatories tulad ng CTAO o SWGO sa hinaharap. Ang mas makabuluhang pag-unlad sa agham ng madilim na bagay ay direktang pagtuklas ng anumang particle ng DM.
***
Sanggunian:
- Hochberg, Y., Kahn, YF, Leane, RK et al. Mga bagong diskarte sa pagtuklas ng dark matter. Nat Rev Phys 4, 637–641 (2022). https://doi.org/10.1038/s42254-022-00509-4
- Misiaszeka M. at Rosib N. 2024. Direktang pagtuklas ng madilim na bagay: isang kritikal na pagsusuri. Symmetry 2024, 16(2), 201; DOI: https://doi.org/10.3390/sym16020201
- Instituto de Física Corpuscular. Sa paghahanap ng madilim na bagay: isang bagong diskarte sa pag-detect ng hindi nakikita. 22 August 2025. Available sa https://webific.ific.uv.es/web/en/content/search-dark-matter-new-approach-detecting-invisible
- Muru MM, et al 2025. Fermi-LAT Galactic Center Labis na Morphology ng Dark Matter sa Mga Simulation ng Milky Way Galaxy. Mga Liham ng Pagsusuri sa Pisikal. 135, 161005. Na-publish noong Oktubre 16, 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/g9qz-h8wd . Preprint na bersyon sa arXiv. Naisumite noong Agosto 8, 2025. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06314
- Johns Hopkins University. Balita – Ang mahiwagang glow sa milky way ay maaaring ebidensya ng dark matter. Nai-post noong 16 Oktubre 2025. Magagamit sa https://hub.jhu.edu/2025/10/16/mysterious-glow-in-milky-way-dark-matter/
- Leibniz Institute para sa Astrophysics. Balita – Ipinapakita ng Milky Way ang labis na gamma ray dahil sa pagkawasak ng dark matter. Nai-post noong Oktubre 17, 2025. Magagamit sa https://www.aip.de/en/news/milkyway-gammaray-darkmatter-annihilation/
- Fermi Gamma-ray Space Telescope. Available sa https://science.nasa.gov/mission/fermi/
- Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO). Available sa https://www.ctao.org/emission-to-discovery/science/
- Ang Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO). Available sa https://www.swgo.org/SWGOWiki/doku.php?id=swgo_rel_pub
- Tartu Observatory. Madilim na bahagi ng Uniberso. Available sa 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}