研究發現：暗物質在垂死的星系中表現不同

暗物質探測者對暗物質到底如何，幾乎一無所知，所獲得的知識都是理論推測而來，但現在，他們知道了一點點：暗物質在老舊星系的邊緣和新星系中的表現不同。

暗物質是我們在宇宙中看不見的東西。它佔據了宇宙中的大部分質量，但不發光。然而，它通過引力對所有東西產生拉力。宇宙中的一切都好像被我們看不見的某種重重的雲層拉着。天文學家不確定那到底是什麼。

科學家所知道的大部分暗物質存在於“暈”或星系內的雲層中。但是，有一個問題：這些核心的行爲與計算機模擬的結果不一致。當研究人員對暗物質暈的行爲進行建模時，這些結構通常形成某種形狀：位於星系中心的暗物質密集球，周圍是暗物質的雲霧。天文學家稱這種暗物質的分佈爲“尖峰”。

但實際上，許多星系的表現好像它們的暗物質在星系的外圍運行，圍繞着一個或多或少空無一物的“核心”。天文學家稱這種差異爲“尖峰-核心”問題。

對於尖峰-核心問題的流行解釋，稱爲“自相互作用暗物質”（SIDM）模型，認爲暗物質不僅完全存在於我們能夠直接檢測和理解的物理之外，而且還使用未知的力量對自身產生作用。如果暗物質與自身的相互作用與其與普通物質的相互作用不同，那麼這可以解釋它是如何從星系的中心向外圍移動的。

但這種解釋可能過於複雜了，這項新的研究表明。

另一種力量可以將暗物質從星系的中心推出：暗物質加熱。這指的是星系形成過程中產生的強烈能量和風將暗物質從星系的中心推出（那裡是大多數新星形成的地方）。但是，對於這種現象，幾乎沒有直接的證據，即使有，也不清楚這種加熱是否足夠強大，能夠解釋暗物質分佈的模型和觀測結果之間的差異。

然而，這篇新的論文表明，暗物質加熱是正確的解釋。

作者研究了16個矮星系，大致分爲兩類：數十億年前就停止形成恆星的星系，以及最近停止或仍在形成恆星的星系。那什麼是矮星系呢？矮星系是一種比較小的星系，光度最弱，質量和尺寸較小，通常有數十億顆恆星。它們有不同的形態，有的是橢圓的，有的是不規則的。它們往往是大星系的伴星，繞着它們運行。矮星系被認爲是早期宇宙的遺留物，可以用來研究暗物質和恆星形成的歷史。

研究人員發現，較老、較不活躍的星系傾向於擁有暗物質尖峰——位於星系中心的暗物質豐富區域。較活躍的恆星形成星系傾向於擁有空心的核心。

這一新的發現表明，暗物質加熱是真實的，並且在暗物質的行爲中起着重要的作用，研究人員寫道。很久以前就停止形成恆星的星系也沒有足夠的能量將暗物質從星系中心推出。在這些情況下，暗物質的行爲與簡單的模型預測的一致。更活躍的恆星形成星系有更多的加熱，這使得那裡的暗物質偏離了模型。

如果這一發現是正確的，它就縮小了暗物質可能是什麼的可能性，雖然不是很明顯：它只需要是一種能夠被大量新星的星系中心吹走的東西。而且，這一結果可能意味着不必提出各種奇怪的暗物質性質來解釋這種物質的行爲。

不過，目前還沒有任何確定的事情。研究人員在他們的論文中承認，他們依賴的模擬暗物質的方法受到了一些批評。可能還有其他的星系，它們的性質介於尖峰和核心模型之間，這會使新的發現變得複雜。