对暗物质性质的新宇宙学限制
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2023-09-11 16:45:58
摘要 新研究以前所未有的细节揭示了暗物质的分布，其尺度小至 30,000 光年。观察到的分布波动为暗物质的性质提供了更好的约束。神秘的暗物质占...
新研究以前所未有的细节揭示了暗物质的分布，其尺度小至 30,000 光年。观察到的分布波动为暗物质的性质提供了更好的约束。
神秘的暗物质占宇宙中物质的大部分。暗物质是不可见的，只能通过其引力效应来了解自己。暗物质从未在实验室中分离出来，因此研究人员必须依靠“自然实验”来研究它。
一种自然实验是引力透镜。有时，从地球上看时，宇宙中不同距离的两个物体会随机地位于同一视线上。当这种情况发生时，前景物体周围的物质引起的空间曲率就像透镜一样，弯曲来自背景物体的光路并形成透镜图像。然而，在自然实验中，很难实现高分辨率来探测质量小于星系的暗物质团块，因此暗物质的确切性质很难得到约束。
由近代大学 Kaiki Taro Inoue 教授领导的日本研究小组使用 ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)研究金牛座方向的引力透镜系统 MG J0414+0534。在这个系统中，由于大质量星系的引力作用在光上，前景物体形成的不是一个，而是背景物体的四个图像。借助弯曲效应和新的数据分析方法，该团队能够以比以往更高的分辨率(低至 30,000 光年的尺度)检测沿视线的暗物质分布的波动。
观测到的分布提供的新约束与缓慢移动或“冷”暗物质粒子的模型一致。
未来，该团队计划通过额外的观测进一步限制暗物质的性质。
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