根据国外媒体的报道,暗物质研究人员对这种物质仍然知之甚少,但现在他们至少知道一件事:暗物质在古老星系边缘的行为与在新星系中的不同。

暗物质是指宇宙中我们看不见的物质。它占据了宇宙的大部分质量,但不发光。然而,它们的重力可以作用于所有物体。宇宙中的所有物质似乎都被一大堆重而看不见的东西所牵引。但是天文学家不确定这个“东西”是什么。

然而,今年1月3日发表在皇家天文学会月刊上的一篇新论文可能会帮助我们缩小这种物质的可能范围。

科学家已知存在的大部分暗物质位于所谓的“光环”中,即星系内部的云。然而,有一个问题:根据计算机模拟结果,这些暗物质原子核的性能并不符合它们的预期性能。

当科学家建立暗物质晕的行为模型时,这些结构通常会形成特定的形状:暗物质倾向于在星系中心形成致密的球体,被一束束暗物质所包围。天文学家称之为暗物质的“尖端”分布。然而,在现实中,许多星系中的暗物质似乎分布在星系的外围,围绕一个似乎不包含暗物质的“核心”旋转。天文学家称这种差异为“峰核”问题。

对于这个问题有一个流行的解释,叫做“自交互暗物质模型”(SIDM),它认为暗物质不仅完全超出了人类能够探测和理解的物理范畴,而且还通过某种未知的力量与自身相互作用。如果暗物质与自身相互作用的方式不同于它与普通物质相互作用的方式,它可以解释暗物质是如何从星系中心转移到边缘的。

然而,这次发表的一项新研究指出,这种解释可能会使事情复杂化。另一种力量也能把暗物质赶出星系中心:暗物质加热。恒星形成过程中产生的能量和强风会将暗物质吹离星系中心。然而,这种现象没有直接证据,即使有,也不清楚这种加热机制是否足以解释暗物质分布模型和实际观测之间的差异。

然而,这篇新论文表明暗物质加热确实是正确的解释。

作者研究了16个矮星系,大致可分为两种类型:一种类型的星系早在数十亿年前就没有新的恒星形成,而另一种类型的星系后来停止产生恒星,或者目前仍有恒星形成。

研究人员发现,暗物质尖峰通常存在于较老和不太活跃的星系中,也就是说,大量的暗物质分布在中心区域。然而,暗物质通常不存在于更活跃的星系中心。

这一新发现表明暗物质加热确实存在,并且在暗物质的行为中起着重要作用。很久以前停止产生恒星的星系能量较少,并且无法将暗物质从星系中心赶走。在这些情况下,暗物质的行为正好符合简单模型的预测。然而,在恒星形成更活跃的星系中,加热现象更频繁,因此其中暗物质的行为将偏离模型。

如果这一发现是正确的,暗物质的可能范围将会缩小。但是,减少也是有限的,因为范围不大。它一定是一种可以从包含许多新恒星的星系中心吹出的物质。这个结果也可能意味着科学家不需要提出各种奇怪的暗物质属性来解释物质的行为特征。

简而言之,科学家们还没有得出结论。研究人员在论文中承认,他们模拟暗物质的方法遭到了一些批评。宇宙中可能还有其他星系,暗物质的分布可能在“峰”和“核”之间,这使得情况更加复杂。

但是现在,暗物质科学家发现了另一个证据。