暗物质本质的新理论解释了宇宙岛对的神奇缺陷
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简介:暗物质不发光,不能直接看到。被认为构成宇宙中85%的物质,它的性质还没有被很好地理解。与正常物质不同,它不
暗物质不发光,不能直接看到。被认为构成宇宙中85%的物质,它的性质还没有被很好地理解。与正常物质不同,它不吸收、反射或发射光,因此难以检测。
主流的暗物质理论,被称为冷暗物质,或CDM,假设暗物质粒子除了重力之外没有碰撞。另一个新的理论,叫做自作用暗物质,菜叶说说,或者SIDM,提出暗物质粒子通过一种新的黑暗力量进行自作用。这两种理论都解释了宇宙的整体结构是如何形成的,但它们预测了星系内部不同的暗物质分布。SIDM认为暗物质粒子在星系中心附近的内部光晕中强烈碰撞。
典型地,一个可见的星系由一个不可见的暗物质晕托管——一团浓缩的物质,形状像一个球,围绕着星系,由重力结合在一起。然而,最近对两个超扩散星系NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4的观察表明,这对星系包含的暗物质很少,甚至没有,这挑战了物理学家对星系形成的理解。天体物理观测表明NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4很可能是NGC 1052的卫星星系。
领导这项研究的UCR大学物理学和天文学副教授于海波说:“人们普遍认为暗物质主导着星系的整体质量。”
利用复杂的模拟,UCR领导的团队通过潮汐剥离(银河潮汐力剥离物质)复制了NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4的特性。因为卫星星系不能用它们自己的重力保持剥离的质量,所以它实际上被添加到NGC 1052的质量中。
研究人员同时考虑了清洁发展机制和SIDM方案。他们的结果发表在《物理评论快报》上,表明SIDM形成了暗物质不足的星系,如NGC 1052-DF2和-DF4,远比CDM有利,因为内晕的潮汐质量损失更显著,恒星分布在SIDM更分散。
这份研究论文被《华尔街日报》选为“编辑的建议”,这是一项荣誉,因为每周只有少数论文被选中来促进跨领域的阅读。
余解释说,潮汐质量损失可能发生在清洁发展机制和SIDM光环。相比之下,在SIDM,暗物质的自身相互作用可以将暗物质粒子从内部推向外部区域,使内部光晕变得更加“松散”,从而增加潮汐质量损失。
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