為啥銀河系的重力沒有讓Crater II質素縮小且聚集在中心？新的SIDM模型受到關註！
是研究暗物質的線索嗎？
——附近星系中發現存在自相互作用的神秘物質
銀河系的衛星星系，名為 CraterII，可能是由自相互作用的暗物質組成。
大約有50個小星系圍繞著我們的銀河系執行。新的研究表明：其中一個被稱為CraterII的衛星星系，可能由自相互作用的暗物質體子組成。
（圖片來源：歐洲航天局/蓋亞探測器/DPAC）
在距離地球約38萬光年的地方，有一個處在我們臨近的星系，也許，它能為已歷經90年之久的暗物質探索之旅，提供最新的研究方向——就是那種像「膠水」一般把星系包裹凝聚起來的暗物質！
暗物質這種東西，預估能占宇宙總物質的80%以上，卻從未被人類直接真實的探測到過。
科學家們表示：這個名為Crater II的衛星星系,可能由自相互作用暗物質（SIDM）組成，尚屬於一種假想的暗物質。科學家們推測其內部粒子，會在一種迄今為止未知的、超越重力的力量下，自身相互碰撞作用。這種假說，近年來，替代了舊有的「冷」暗物質理論，成為科學界的新關註點。
研究合夥人、加州大學河濱分校的物理天文學教授於海波告訴Space.com：「當我們剛開始這個專案時，我們大致了解SIDM是如何運作的，但不知道它是否能良好的解釋Crater II的觀測結果」。
「後來，我們對Crater II的電腦模擬表明，SIDM模型預測結果與Crater II的觀測結果，驚人的一致。而且，暗物質自相互作用的力量強度比我們最初預期的都要大。」
Crater II，它是於2016年，在智利甚大望遠鏡拍攝的影像中被發現的，是銀河系的第四大衛星星系，僅次於大小麥哲倫星系和人馬座矮橢球星系。據【新科學家】報道，如果它肉眼可見，其大小將是滿月的兩倍。Crater II擁有數十億顆古老的恒星，散布在6500光年的範圍內，這樣廣闊的範圍，使得這個「虛偽的巨人」亮度非常微弱——幾乎比銀河系暗了近10萬倍。
盡管數年來多次嘗試電腦模擬Crater II的特性，但仍然不清楚，該星系是如何形成，並保持其相對較大的尺度的。之前，天文學家們認為：Crater II是在銀河系的重力作用下，經過漫長年代演化而來。我們的星系對其施加重力，從而拉長了其外形。當然，這種拖拽力量，也會影響它的暗物質暈——一種包圍著Crater II的不可見的類球形團塊——以及Crater II內部的恒星。
於海波說：「這就類似於：月球的重力，會導致地球上的海洋出現潮汐現象。對於銀河系的衛星星系來說，銀河系的重力，可以剝離其恒星和暗物質，隨著漫長時間的推移，逐漸減少衛星星系的物質總量。」
然而，最近對Crater II繞銀河系執行軌域的測量表明，其與銀河系之間的相互作用力太弱，無法解釋觀測到的Crater II的暗物質密度——也就是說：暗物質是否真的是如主流的Lambda CDM（LCDM或CDM）宇宙學模型所預測的那樣，由「冷」的無相互作用的粒子組成。科學家們說：與銀河系的長期潮汐相互作用，按理說，應當使得Crater II的總質素比觀測到的更小才對。
基於對Crater II軌域的測量，於海波和其他團隊成員，模擬了銀河系重力導致的Crater II恒星和暗物質體子的質素損失。他們發現，Crater II的觀測結果，如果用自相互作用的暗物質體子來解釋，就解釋的通了。
更關鍵的是，Crater II並沒有像LCDM模型預測的那樣：暗物質的最高密度區域，位於其中心。而反過來，如果暗物質確實是由自相互作用粒子組成的，那麽暗物質暈內部的碰撞作用，可以在其粒子之間傳遞能量，「從而可能使不同區域位置的粒子，攜帶上相同的能量。」於海波說。 該團隊發表在【天體物理學雜誌快報】上的文章表示：這在一定程度上解釋了，為什麽Crater II的暗物質暈，其質素分布比較均勻。
研究人員說：SIDM模型還預測，星系會在暗物質暈內膨脹，這顯然比CDM模型能更好地解釋Crater II的巨大尺度。
「我們的工作表明，SIDM模型可以很好地解釋Crater II不同尋常的特性，這對舊有的CDM模型提出了挑戰，」於海波說。「當然，為了進一步證實，暗物質是否真的包含了一種新的自相互作用力，那麽，我們需要觀測到更多像Crater II這樣類似的星系，那時才能得出結論。」
BY: Sharmila Kuthunur 沙米拉·庫孫努爾
FY: 椒椒
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