宇宙的隐形骨架,科学家模拟出WIMP暗物质分布

星系与星系彼此距离之远仿佛互不相干,但其实各星系、星系团之间都有由暗物质、尘埃、气体连接构成的隐形宇宙网,然而暗物质不可见,我们仿佛只能想象它们结构可能多复杂。直到现在,哈佛-史密松天体物理中心一项最新模拟揭开了如果暗物质可见、它们会是什么样子:包覆着宇宙每个星系形成巨大光晕,就像微血管一样密密麻麻。

常规物质(重子物质)与暗物质就像光与影,人眼可见的物质宇宙或许已充满绚烂夺目的光,然而关掉灯,由暗物质主宰的宇宙才正要绽放另一番美景,我们已经知道暗物质会藏在星系外围形成“暗物质晕”构成星系大部分质量,也堆积在连接星系与星系之间的“信道”,尘埃、气体会沿着这些信道流入暗物质更集中的区域以帮助形成恒星与星系,可以想象成汽车下了高速公路进入城市。

但暗物质仍有许多未解问题,因此天文学家经常为暗物质开发新模型,并将其与观测结果进行比较以测试准确性。

最近哈佛-史密松天体物理中心团队假设暗物质是由质量比质子还要大100倍的大质量弱相互作用粒子(WIMP)组成,对宇宙暗物质分布进行了新的模拟,正如过去观察那边,暗物质聚集在星系周围,有趣的是,明明不同星系和星系团形成于宇宙不同时期,并可能经历不同形成过程,但研究人员发现从较小的星系周围暗物质晕、到较大的星系团周围暗物质晕,它们通通具有相似的、可预测的结构:中心最密集、边缘更分散。

研究人员Sownak Bose说,他可以拿出质量分别为太阳10^15倍和10^-6倍的暗物质晕照片给你看,如果没有比例尺,你绝对无法从外观分出哪个是哪个。

较小的暗物质晕密度是较大暗物质晕的2~3倍,这代表WIMP粒子相互碰撞并发布伽马射线的几率更大,更有机会被望远镜检测到。借由新的模拟地图,科学家便多了其他方法来检测暗物质晕,包括伽马射线、重立透镜、星系动力学等。新论文发布在《自然》(Nature)期刊。

(首图来源:哈佛-史密松天体物理中心)

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