暗物质团可能潜伏在我们的星系中

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暗物质通常被认为在银河系周围形成了一个球形晕圈（用蓝色表示）

暗物质团可能正在银河系和其他星系中航行。

一项新的研究发现，暗物质通常被认为是围绕整个星系形成的无特征的小斑点，它也可能崩塌成更小的团块--类似于正常物质凝结成恒星和行星。来自新泽西州皮斯卡特威的罗格斯大学的研究人员在“物理评论快报”的论文中指出，数千块坍塌的暗物质可能构成银河系暗物质的10%。

暗物质是解释星系中恒星运动的必要条件。如果没有额外的质量源，天文学家就无法解释为什么恒星以这样的速度运动。这样的观察表明，一个由不可见的、不明质量粒子组成的“光晕”围绕着每个星系。

但光晕可能只是故事的一部分。理论物理学家马修·巴克利(MatthewBuckley)说：“我们不知道小尺度下的暗物质在做什么。”他与物理学家安东尼·迪弗兰佐(Anthony DiFranzo)合著了这项研究。更复杂的结构可能隐藏在光晕中。

要想崩溃，暗物质需要一种失去能量的方法，当重力把它们拉进团簇的中心时，减缓粒子的速度，这样它们就可以互相遮掩，而不是直接穿过。在正常物质中，这种能量损失是通过电磁相互作用产生的。但是最常见的暗物质粒子类型，弱相互作用的大质量粒子（WIMP），这样的方式无法失去能量。

巴克利和迪弗兰佐想象，如果类似的“暗电磁学”允许暗物质粒子相互作用并辐射能量，可能会发生什么。研究人员考虑了如果暗物质是由两种带电粒子--暗质子和暗电子组成--的正常物质的简化版，那么暗物质将如何表现。这些粒子可以相互作用，例如形成暗原子，并以暗光子的形式辐射能量，暗物质类似于光的粒子。

研究人员发现，这种暗物质组成的小云团可能会崩塌，但更大的云团，比如银河系的质量，却不会崩塌--它们有太多的能量需要摆脱。这一发现意味着银河系可能隐藏着一个巨大的光晕，里面有大量的暗物质团。通过为假设的粒子挑选特定的质量，研究人员能够计算出可能漂浮在银河系中的团块的数量和大小。不同的质量选择导致了不同程度的差异。

在巴克利和迪弗兰索的设想中，暗物质无法压缩到恒星大小。在块状物质变得如此之小之前，它们已经到了不能再失去任何能量的地步。所以一个云团可能有数百光年宽。

伊利诺伊州巴塔维亚市费米拉布的理论天体物理学家丹·胡珀说，这个结果“有趣而新颖……但它也留下了许多悬而未决的问题。”如果不了解更多关于暗物质的知识，就很难预测它到底会形成什么样的团簇。

科学家们一直在寻找恒星大小的不明物体的引力效应，这些物体可以是普通物质，也可以是暗物质，即质量致密的天体。但这些天体实在太罕见了，不足以构成暗物质的一小部分。另一方面，胡珀说，“如果这些东西塌陷到太阳系大小的天体中呢？”这样大的团块还没有被排除在外。

通过寻找不明原因的引力拖曳对恒星的影响，科学家们也许能够确定星系中是否散落着暗物质团。巴克利说：“因为我们不认为这些事情是可能的，我不认为人们已经看到了。这是个盲点。”

到目前为止，大多数科学家都集中在弱相互作用的大质量粒子（WIMP）上。但经过数十年的精密探测器搜索，没有这种粒子的迹象。科学家们正在探索暗物质可能是什么的新想法。