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科技日報合肥5月21日電 （記者吳長鋒）21日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校王慧元教授研究團隊首次在觀測中發(fā)現(xiàn)彌散矮星系超強的成團性，證實了宇宙中神秘的“暗物質(zhì)暈集聚偏置”現(xiàn)象，為理解暗物質(zhì)本質(zhì)、宇宙大尺度結(jié)構(gòu)與星系協(xié)同演化提供了重要線索。相關(guān)研究成果于5月21日發(fā)表在國際期刊《自然》上。

暗物質(zhì)是一種看不見、不發(fā)光的神秘物質(zhì)，它通過引力悄然塑造著宇宙的結(jié)構(gòu)，主導(dǎo)著星系的形成與演化。暗物質(zhì)粒子在引力作用下聚集，形成暗物質(zhì)暈（暗暈），星系在暗暈的引力勢阱中形成并演化。暗暈在宇宙大尺度上的分布并不均勻，而是呈現(xiàn)“抱團”分布，這種現(xiàn)象被稱為暗暈集聚偏置，它為我們理解宇宙大尺度結(jié)構(gòu)及星系的形成提供了關(guān)鍵線索。

研究人員分析斯隆數(shù)字巡天項目光學(xué)數(shù)據(jù)時，獲得與以往根據(jù)大質(zhì)量星系樣本所得經(jīng)驗完全相反的發(fā)現(xiàn)：彌散的矮星系更喜歡“抱團”，而致密矮星系更喜歡“單干”。盡管宇宙結(jié)構(gòu)形成理論已經(jīng)預(yù)言了暗暈集聚偏置現(xiàn)象的存在，但長期以來并未從觀測中發(fā)現(xiàn)確鑿的證據(jù)支持。此次研究團隊的發(fā)現(xiàn)，首次為這一預(yù)言提供了高置信度的觀測支持。

雖然標(biāo)準(zhǔn)冷暗物質(zhì)模型是當(dāng)前解釋宇宙大尺度結(jié)構(gòu)形成的主流理論框架，然而在該框架下，研究團隊論證了多種星系形成的物理機制，發(fā)現(xiàn)均無法有效解釋這一新的發(fā)現(xiàn)。研究團隊進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)一種考慮暗物質(zhì)自相互作用的替代模型（SIDM），可以很好地解釋暗暈“年齡”和星系密度的關(guān)聯(lián)?！癝IDM模型在解釋矮星系的形成機制及其在大尺度上成團分布特征方面具有獨特的理論優(yōu)勢，這對目前主流的星系形成模型及冷暗物質(zhì)宇宙學(xué)模型均提出了挑戰(zhàn)?！蓖趸墼f。

王慧元介紹，此次研究不僅挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的星系形成模型，還為理解暗物質(zhì)本質(zhì)提供了新線索，向揭開暗物質(zhì)的神秘面紗又近了一步。