加州大学河滨分校 信用:CC0公共领域 根据加州大学河滨分校物理学家领导的一项研究，一种关于暗物质性质的新理论有助于解释为什么距离地球约6500万光年的一对星系中包含的暗物质非常少
暗物质不发光，不能被直接看到
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
与普通物质不同，它不吸收、反射或发射光，因此很难被探测到
主流的暗物质理论，被称为冷暗物质，假设暗物质粒子除了引力之外没有碰撞
另一个新的理论，叫做自作用暗物质，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
典型的情况是，一个可见的星系被一个不可见的暗物质晕所包围——这是一团浓缩的物质，形状像一个球，围绕着星系，并被重力结合在一起
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非常少，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。”
“然而，对NGC 1052-DF2和-DF4的观测表明，它们的暗物质与恒星质量之比大约为1，比预期的低300倍
为了解决这个矛盾，我们认为DF2和DF4光晕可能通过与大质量NGC 1052星系的潮汐相互作用而失去了大部分质量
" 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，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
他们发表在《物理评论快报》上的结果表明，SIDM形成的暗物质不足的星系，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
这篇研究论文被《华尔街日报》选为“编辑的建议”，这是一项荣誉，因为每周只有少数精选的论文能够促进跨领域的阅读
于解释说，潮汐质量损失可能发生在清洁发展机制和两个光环
在清洁发展机制中，内晕结构是“坚硬的”，对潮汐剥离具有弹性，这使得典型的清洁发展机制晕很难在潮汐场中失去足够的内部质量，以适应NGC 1052-DF2和-DF4的观测
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“模糊”，从而增加了潮汐质量损失
此外，恒星分布变得更加分散
“一个典型的清洁发展机制光晕即使在潮汐演化之后，在内部区域仍然太大，”于说
接下来，该团队将对NGC 1052系统进行更全面的研究，并探索新发现的具有新特性的星系，以更好地理解暗物质的性质
研究论文的题目是“自作用暗物质和超扩散星系NGC1052-DF2和-DF4的起源
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