2022年10月，科学家观测到了一颗位于24亿光年之外恒星的爆炸死亡事件，其亮度打破了以往所有记录。

当这颗恒星的核心坍塌形成黑洞时，它释放出了一次前所未有的伽马射线暴——即GRB 事件，释放的能量高达18太电子伏特。伽马射线暴本身就是宇宙中已知最强烈的爆炸现象之一；而GRB 更是创下了历史新高，因此被赋予了“BOAT”（Best Of All Time）的称号，意味着它是迄今为止观测到的最亮伽马射线暴。

然而，意大利国家天体物理研究所(INAF)的一个由乔治·加兰蒂( )领导的研究小组对这一发现提出了质疑。根据当前最先进的宇宙模型预测，在大型高空空气簇射天文台()所收集的数据中不应出现超过10太电子伏特能量级别的光子。

从如此遥远的地方传来的能量高于10太电子伏特的光子，理论上应该会被星系间稀薄但广泛存在的河外背景光强烈吸收掉。

那么如何解释这种异常情况呢？如果假设存在一种被称为轴子的新粒子类型——按照弦理论推测，这可能是构成暗物质的主要候选者之一——那么这一切就变得合理多了。

这项研究成果最近于2024年3月在 de 会议上公布，并且已经可以在预印本服务器arXiv上查阅。

研究团队在其论文中写道：“通过引入光子与轴子样粒子(ALPs)之间的相互作用机制，上述问题得以解决。”

“ALP是由弦理论提出的一种假想基本粒子，被认为是暗物质的最佳候选者之一。在外部磁场作用下，它们能够对天体物理源产生独特的光谱和偏振效应。

“具体来说，对于GRB 而言，正是由于宿主星系、河外空间以及银河系内部的交叉磁化介质导致了光子-轴子振荡现象发生，从而减少了来自河外背景光的影响，这也解释了为何能够探测到如此高能量的光子及其特定光谱特性。”

暗物质一直是困扰科学界的重大谜题之一。当我们将所有可见物质（如恒星、气体、黑洞等）加起来后发现，仍有大量未被解释的质量存在。据估计，暗物质占据了宇宙总质量约85%的比例。

尽管我们不清楚暗物质的确切身份，但已有多种理论模型试图解答这个问题。其中，轴子作为一个重要的潜在选项受到了广泛关注。这些微小且几乎不可见的粒子类似于中微子，不易直接检测，但它们可能构成了大部分暗物质。

加兰蒂和他的同事们之前已在一些遥远的耀变体中找到了类似轴子的线索。耀变体是一种极其活跃的星系核，发出耀眼的光芒。不过，史上最亮的伽玛射线爆发提供了一个探索轴子的新窗口。

基于最新的河外背景光模型计算显示，长途跋涉的高能伽玛射线光子本应受到强烈干扰而无法到达地球表面。然而，研究者指出，轴子的存在或许能让这部分高能辐射更容易穿越星际空间。

由此推断，成功捕捉到18太电子伏特能量级别的光子可能是首次间接证实了轴子存在的实验证据。

当然，这一结论还需进一步验证才能确立为事实，特别是在其他实验未能获得相同结果的情况下。幸运的是，我们还可以通过其他途径来寻找更多支持或反驳的证据；特别是中子星可能是产生大量轴子的理想场所。

该研究详情现已发布于公共访问平台arXiv供同行审阅。