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冷暗物质和辐射之间的相互作用导致卫星星系的剧烈减少

时间：2021-10-01 13:24:58 来源：

用于标准的银河状星系的暗物质模拟分布，非相互作用的暗物质（左上），温暖的暗物质（右上）和与光子背景（底部）相互作用的新暗物质模型。较小的结构被删除到最极端模型（右下），银河系完全消毒。

来自达勒姆大学的新出版的研究表明，寒冷的暗物质和辐射之间的相互作用导致卫星星系的数量急剧减少，减轻了银河系缺少卫星星系问题，表明物理超越重力可能是对准确预测至关重要的小鳞片结构形成。

科学家认为他们已经找到了一种解释为什么没有像预期的银河系那样许多星系的方法。计算机模拟我们的银河系的形成表明，银河系中应该有更多的小星系，而不是通过望远镜观察到。

这对普遍接受的冷暗物质理论有疑问，这是科学家预测应该允许更多地在银河系中形成的无形和神秘的物质而不是看到的。

现在，在达勒姆大学的计算宇宙学和粒子物理现象学研究所的宇宙学家和粒子物理学家，在法国的Lapth学院和大学的同事合作，认为他们已经找到了解决问题的潜在解决方案。

在皇家天文社会的日志通知期刊上写作，暗物质颗粒，以及感受到重力的力量，可以与年轻宇宙中的光子和中微子互动，导致暗物质散射。

两种模型的暗物质分布在银河系的光环中，如银河系，用白线分开。颜色代表暗物质的密度，红色表示高密度和蓝色表示低密度。在左侧是一种模拟非相互作用的冷暗物质产生丰富的少量卫星星系。在右侧，模拟显示了暗物质与其他颗粒的相互作用的情况减少了我们期望围绕银河系观察的卫星星系的数量。

科学家认为从早期宇宙中出现的暗物质 - 或哈索的丛生，捕获了形成恒星和星系所需的白乳酸气体。散射暗物质颗粒擦拭能够捕获气体的结构，从而从围绕银河系形成更多的星系并减少应存在的数量。

领导作者Celine Boehm博士博物馆德尔汉姆大学粒子物理现象学研究所说：“我们不知道这些互动应该有多强劲，所以这就是我们的模拟进来的地方。”

“通过调整粒子散射的强度，我们改变了小星系的数量，让我们了解有关暗物质的物理学以及它如何与宇宙中的其他粒子相互作用。”

“这是如何宇宙学测量的一个例子，在这种情况下，在这种情况下绕银河系的星系数受到粒子物理学的微观尺度的影响。”

有几个关于为什么没有更多的星系绕银河系，其中包括来自宇宙的第一颗星的热量消毒所需恒星所需的气体的想法。研究人员表示，他们的目前的调查结果提供了替代理论，可以提供一种新颖的技术来探测其他颗粒与冷暗物质之间的相互作用。

Carlton Baugh教授联合作者说：“天文学家长期以来达到了得出的结论，即宇宙中的大部分事情包括被称为暗物质的基本颗粒。”

“这个模型可以解释大部分宇宙看起来的看起来，除了我们自己的后院之外，它会误解。”

“该模型预测，我们的银河系中应该有更多的小卫星星系，而不是我们可以观察到。”

“但是，通过使用计算机模拟使暗物质变得更加互动，与宇宙中的其他材料（例如光子），我们可以给我们的宇宙邻居化妆品，我们看到数量显着减少与我们周围的星系与我们最初想到的。“

使用Durham大学的Cosma超级计算机进行了计算，这是英国宽阔的DIRAC超计算框架的一部分。

该工作由科技设施委员会和欧盟资助。

出版物：C.BœHM等，“使用银河系卫星研究冷暗质子和辐射之间的相互作用，”2014年11月21日“445（1）：L31-L35; DOI：10.1093 / mnrasl / slu115

研究报告的PDF副本：使用银河系卫星研究冷暗质子与辐射之间的相互作用

图片：达勒姆大学


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