ついに！東大教授がダークマターの観測に成功か？【約5分で読める】宇宙の謎解明の期待かかる研究成果を東大生が解説

次に大事になるのは「反応のしやすさ」です。

専門用語で言えば、散乱断面積とか、（少し違う概念ですが）結合定数とか言われるものです。

なぜ「反応のしやすさ」が大事になるのか。それは「どれくらいシグナルが発生するか」や「ダークマターがどれくらい宇宙に残っているか」を計算する指標になるためです。

ダークマター同士がぶつかるとそれらは別の粒子になります。この別の粒子は目に見える普通の物質や光なので、私たちが観測することができます。

特に今回の論文で戸谷友則教授は「ダークマター同士がぶつかってガンマ線という電磁波に変換され、それが地球上に降り注ぐということが起きているはずである」ことを示唆していました。

とはいえ、宇宙では色々な反応が起きています。特に、他の天体起源のガンマ線が存在するため、ダークマター由来のガンマ線のみを観測するということはできません。

そのため、戸谷教授は適切な引き算をすることで、今回の結果にたどり着きました。

引き算によって得られたガンマ線

まず、使用したデータはNASAのフェルミガンマ線宇宙望遠鏡という望遠鏡で得られたデータです。この望遠鏡は、世界最高感度で宇宙からのガンマ線を観測・蓄積することができ、戸谷教授はこの望遠鏡のデータ15年分を使用しました。

今回使用したのは、天の川銀河方向のデータです。

次の図は観測で得られたガンマ線の強度を表しており、赤や黄色の部分から「ガンマ線がたくさん放出されている」ことを示しています。

フェルミ望遠鏡のデータを用いた21GeVエネルギービンにおける全光子を含むマップ（図：戸谷教授）

上の図を分かりやすくしたのが下の図です。図の中央の灰色部分の上下にある黄色い部分を見てください。

上図から既知のガンマ線の影響を差し引いた図（図：戸谷教授）

この図は、既知のガンマ線の雑音を全て引き算した後の図です。

既知の雑音を引き算したのにもかかわらず、明らかにガンマ線の放射が強い領域が存在します。