记者近日从中国科学技能大学获悉，该校王慧元教授研究团队首次在观测中发明弥散矮星系超强的成团性，证实了宇宙中神秘的“暗物资晕集聚偏置”现象。这项研究为理解暗物资本质、宇宙大尺度布局与星系协同演化提供了重要线索。北京时候5月21日，该项结果正式揭橥在国际学术期刊《自然》（Nature）。

暗物资是一种看不见、不发光的神秘物资，它通过引力悄然塑造着宇宙的布局，主导着星系的形成与演化。暗物资粒子在引力作用下聚集，形成暗物资晕（暗晕），星系在暗晕的引力势阱中形成并演化。暗晕在宇宙大尺度上的漫衍并不匀称，而是浮现“抱团”漫衍。这类“抱团”性不仅与质量相关，也在固定质量下与形成时候、外部布局等多重变量浮现统计相关性。这类现象被称为暗晕集聚偏置，它为我们理解宇宙大尺度布局及星系的形成提供了关键线索。

研究团队分析斯隆数字巡天项目(SDSS)光学数据时，有了超乎预期的发明。当他们将眼光聚焦在矮星系——这类质量小、光度低、通常由暗物资主导的星系群体上时，发明弥散的矮星系更喜好“抱团”（成团性较高），而致密矮星系更喜好“单干”（成团性较低）。“这与以往凭据大质量星系样本所得的履历完全相反，通常面密度越高的星系更喜好聚集在一路。”王慧元团队很快意识到，这可能是一个异常罕见和珍贵的发明。

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只管宇宙布局形成理论早已预言了“暗晕集聚偏置”现象的存在，但长时间以来并未从观测中发明确凿的证据支持。此次研究团队的发明，首次为这一预言提供了高置信度的观测支持。

王慧元团队还独立进展了一种宇宙学模拟方法——ELUCID数值模拟重构技能，能够正确再现真实宇宙中暗晕漫衍及其演化历史。行使该技能，他们进一步解释了上述现象。研究发明，年迈的暗晕在宇宙中的空间漫衍与弥散矮星系类似，也更喜好“抱团”。这表明，矮星系的形成与暗晕的“年龄”之间有着紧密接洽。

研究团队进一步发明一种考虑暗物资自相互作用的替代模型（SIDM），可以很好地解释暗晕的“年龄”和星系密度的联系关系。在年迈暗晕中，暗物资自相互作用的时候相对长，过程中产生的“热量”注入暗晕核心，使其核心布局膨胀，进而显著削弱暗晕中心引力势阱，促使星系密度低落。“我们的工作表明，SIDM模型在解释矮星系的形成机制及其在大尺度上的成团漫衍特征具有独特的理论劣势，这对现在主流的星系形成模型及冷暗物资宇宙学模型均提出了严峻的挑战。”王慧元说。

王慧元介绍，此次研究不仅挑战了现有的星系形成模型，还为理解暗物资本质提供了新线索。未来通过中国科大及紫台联合扶植的地面大视场巡天千里镜墨子有望扩大研究样本，进一步对弥散矮星系的“集聚偏置”及暗物资性质展开研究。

公布于：北京市