Teoriju o tamnoj materiji postavio je 1933. godine astronom Fritz Zwicky, koji je otkrio da vidljive galaksije skupa Coma nemaju potreban gravitacijski utjecaj koji bi spriječio raspadanje ovog skupa. Zatim su 1970-ih astronom Vera Rubin i kolege otkrili da se vanjski rubovi spiralnih galaksija okreću istom brzinom kao i njihova središta, što bi bilo moguće samo ako glavna količina mase u tim galaksijama nije koncentrirana u njihovim središtima, već šire raspršena. Sve to nisu bila izravna opažanja tamne materije, već zaključci napravljeni korištenjem interakcija tamne materije s gravitacijom, kao i utjecaja koji gravitacija tada ima na običnu materiju i svjetlost. Ipak, zbog ovih otkrića, astronomi su od tada izračunali da su sve velike galaksije ugrađene unutar golemih haloa tamne materije koji se šire daleko izvan granica vidljive materije u galaksijama (poput galaktičkih haloa zvijezda).
Znanstvena zajednica procjenjuje da čestice ove tajanstvene tvari sada premašuju čestice koje čine svakodnevnu materiju u omjeru pet prema jedan. To znači da sve što vidimo oko sebe na dnevnoj bazi - zvijezde, planeti, mjeseci, naša tijela, okoliš i tako dalje - čini samo 15% materije u svemiru, a tamna materija čini preostalih 85%. Misteriju tamne materije doprinosi činjenica da, budući da tako slabo ili uopće ne interagira s elektromagnetskim zračenjem, ne emitira, ne apsorbira niti reflektira svjetlost. Stoga je učinkovito nevidljiva u svim valnim duljinama svjetlosti - ili smo barem mislili da jest.
No znanstvenici su isticali kako postoji jedna mogućnost koja bi rezultirala time da tamna materija proizvodi svjetlost. Ako se čestice tamne materije "anihiliraju" kada se susretnu i međusobno djeluju, slično kao što to čine materija i njezin pandan antimaterija, tada bi to trebalo, smatraju znanstvenici, proizvesti pljusak čestica, uključujući fotone gama zraka koje, iako su nevidljive našim očima, mogu "vidjeti" osjetljivi svemirski teleskopi za gama zrake. Jedna od predloženih "samoanihilirajućih" čestica za koje se teoretizira da čine tamnu materiju su takozvane "slabo interagirajuće masivne čestice" ili "WIMPS ".
Stoga je tim istraživača, predvođen Tomonori Totanijem s Odjela za astronomiju Sveučilišta u Tokiju, usmjerio svemirsku letjelicu Fermi na područja Mliječne staze gdje bi se tamna tvar trebala skupljati, te je tražio ovaj karakteristični potpis gama zraka. Totani temeljem rezultata tog postuka sada misli da su napokon pronašli taj potpis.
„Otkrili smo gama zrake s energijom fotona od 20 gigaelektronvolti koje se protežu u strukturi nalik haloidu prema središtu galaksije Mliječni put“, rekao je Totani za Space.com. „Komponenta emisije gama zraka blisko odgovara obliku koji se očekuje od haloa tamne tvari.“ I ovo nije jedino blisko podudaranje. Totani ističe kako se energetski potpis ovih gama-zraka usko podudara s onima za koje se predviđa da će nastati anihilacijom sudara WIMP-ova, za koje se predviđa da imaju masu oko 500 puta veću od protona, običnih čestica materije koje se nalaze u srcu atoma. Totani sugerira da ne postoje drugi astronomski fenomeni koji lako objašnjavaju gama-zrake koje je Fermi promatrao.
„Ako je ovo točno, koliko ja znam, to bi označilo prvi put da je čovječanstvo 'vidjelo' tamnu materiju. A ispada da je tamna materija nova čestica koja nije uključena u trenutni standardni model fizike čestica“, rekao je Totani. „Ovo označava veliki razvoj u astronomiji i fizici.“ Iako je Totani uvjeren da su on i njegovi kolege otkrili trag WIMP-ova tamne materije koji se međusobno uništavaju u srcu Mliječne staze , znanstvenoj zajednici općenito će trebati više čvrstih dokaza prije nego što se knjiga o ovoj gotovo stoljetnoj misteriji zatvori. „To bi se moglo postići nakon što se prikupi više podataka, a ako se to dogodi, pružilo bi još jači dokaz da gama zrake potječu iz tamne materije“, dodao je Totani.