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科学家们对于暗物质是什么还没有达成共识,但大多数人都相信它是如此惰性,以至于它甚至不会真正与自身相互作用。但埃尔戈多星系团中发生的一次事件迫使我们重新审视这一假设,因为望远镜最近记录到的可能是观测史上第一次暗物质碰撞。
暗物质的标准“冷”模型(目前占主导地位)假设这种类型的物质不具有重子性质,并且由极其惰性的粒子组成,除了引力相互作用之外,这些粒子不会发生任何相互作用(甚至很少发生)。但与此同时,还有其他一些更奇特的观点,例如SIDM概念,根据该概念,暗物质粒子能够在碰撞过程中交换能量。
突然,距离地球七十亿光年的巨大星系团El Gordo(西班牙语“胖子”)介入了这两种观点的争论。天体物理学家里卡多·瓦尔达尼尼分析了这个巨大结构内部发生的事情,得出了一些相当意想不到的结论。
星系团是宇宙中已知质量最大的结构(例如,El Gordo 的“重量”超过太阳质量的 10 到 15 倍)。因此,它们成为研究我们熟悉的所有属性中只有质量的东西的理想试验场。当观察“胖子”时,很快就发现暗物质在某种程度上不太适合“冷”模型。
大规模计算机模拟应该显示其主要组成部分在星团内部的行为——星系、巨大的气体云(在X射线光谱中可见)和潜在存在的暗物质,其质量远大于可见物质的质量事情。按照标准概念,气体质量的峰值密度应该严重落后于另外两个“重量级”。但结果完全不同:星系和假设的暗物质团落后于唯一但明亮的 X 射线峰值。
此外,密度峰值明显偏离其预测位置,并且暗物质的质心(最大密度点)与其余成分分离。“冷”暗物质模型很难解释这种奇怪的行为。但 SIDM 完美地做到了这一点,描述了此类冲突是如何发生的。
正如瓦尔达尼尼本人所承认的那样,这个概念本身也是不完美的。但无论如何,从初步近似来看,它给出了更准确的预测,并且相当令人信服地描述了导致 El Gordo 组件看似混乱运动的机制。此外,我们有理由希望研究人员探索的道路不会被中断:去年,“胖子”受到了韦伯望远镜的关注,它同时发现了那里的几个新星系。因此,新的观察结果可能会为构建更全面的暗物质概念提供缺失的事实。
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快照生成时间:2024-06-04 15:45:07
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