根據加州大學河濱分校天文學家領導的一項新研究，核心塌縮的自相互作用暗物質子暈是造成GD-1 中觀察到的奇特支線和間隙特徵的原因，GD-1 是銀河系暈內的恆星流。
GD-1 表現出尖刺和間隙結構，這可能是由於與緻密子結構的緊密接觸而產生的。圖片來源：加州大學河濱分校。
恆星流是一群沿著共同軌道集體移動的恆星。
間隙是指沿流的局部恆星密度不足，而支線是指從流主體向外延伸的恆星密度過高。
由於暗物質控制著恆星流的運動，天文學家可以利用它們來追蹤星系中看不見的暗物質。
銀河系的光暈是圍繞我們銀河系的大致球形區域，包含暗物質並延伸到銀河系的可見邊緣之外。
天文學家發現，GD-1恆星流的支線和間隙特徵不能輕易歸因於已知球狀星團或銀河系衛星星系的引力影響。
然而，這些特徵可以透過未知的擾動物體來解釋，例如亞光暈。
但該物體的密度需要顯著高於傳統冷暗物質（CDM）亞暈的預測。
「CDM 子暈通常缺乏產生 GD-1 流中觀察到的獨特特徵所需的密度，」加州大學河濱分校的教授 Hai-Bo Yu 說。
“然而，我們的研究表明，塌縮的自相互作用暗物質（SIDM）子暈可以達到必要的密度。”
“如此緊密的子暈的密度足以產生解釋 GD-1 流中觀測到的擾動所需的引力影響。”
CDM 是流行的暗物質理論，假設暗物質粒子是無碰撞的。
SIDM 是暗物質的一種理論形式，提出暗物質粒子透過一種新的暗力進行自相互作用。
在他們的研究中，於教授和他的同事使用稱為 N 體模擬的數值模擬來模擬 SIDM 子暈塌陷的行為。
於教授說：“我們團隊的發現為在 GD-1 中觀察到的雜散和間隙特徵提供了新的解釋，長期以來人們一直認為這表明與緻密物體的近距離接觸。”
「在我們的設想中，擾動因素是 SIDM 子暈，它擾亂了恆星流中恆星的空間和速度分佈，並創造了我們在 GD-1 恆星流中看到的獨特特徵。”
這項發現也提供了對暗物質本身本質的見解。
於教授說：“這項工作為研究暗物質通過恆星流的自相互作用特性開闢了一條有前途的新途徑。”
“這標誌著我們對暗物質和銀河系動力學的理解向前邁出了令人興奮的一步。”
這學習出現在天文物理學期刊通訊。
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Xingyu Zhang等人。 2025 年。 GD-1 恆星流擾動器作為核心塌縮的自相互作用暗物質暈。應用JL978，L23；二：10.3847/2041-8213/ada02b
