詹姆斯·韋伯太空望遠鏡去年拍攝到的密度極高的JWST-ER1星系及其愛因斯坦環。（圖片來源：uux.cn/P.van Dokkum等人，愛的暗接受自然天文學，坦環2023年）
（神秘的表明地球uux.cn）據美國太空網（Sharmila Kuthunur）：對早期宇宙中一個質量驚人但結構緊湊的星系的最新分析表明，暗物質與自身相互作用。神秘
該星系名為JWST-ER1，物質形成于宇宙大爆炸后僅34億年，自身作用于去年10月在美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）拍攝的相互圖像中首次被發現。JWST-ER1g距離地球超過170億光年，奇異是愛的暗有史以來最遠的完美“愛因斯坦環”——星系周圍一個完整的光圈，這是坦環來自遙遠的、看不見的表明星系的光線由于JWST-ER1的空間扭曲質量而彎曲的結果。
宇宙海市蜃樓不僅僅是神秘來自幸運星系排列的美麗景象；它還為物理學家提供了一個有價值的探針，用于獨立于模型測量環半徑內的物質質量。
通過計算JWST-ER1g在自身周圍扭曲時空的自身作用程度，發現團隊估計該星系的重量約為6500億個太陽，這使其成為一個特別稠密的星系。通過從推斷的總質量中減去可見恒星質量，物理學家可以測量星系中有多少是暗物質，暗物質是一種不可見的物質，被認為占我們宇宙中所有物質的80%以上。
盡管經過幾十年的觀察和大量的間接證據，這種難以捉摸的物質尚未被直接檢測到。根據去年秋天發表的發現論文，在JWST-ER1g中，發現團隊確定暗物質只解釋了大約一半的質量差距，“似乎需要額外的質量來解釋透鏡化的結果”。
“暗物質質量的數值似乎高于預期，”加州大學河濱分校（UCR）物理學和天文學教授、這項新研究的合著者Hai-Bo Yu在一份聲明中說。“這令人費解。”
在一篇新論文中，余和他的同事提出，JWST-ER1g異常高的密度可以用比目前想象的更高的恒星數量來解釋。然而，該研究的主要作者、加州大學學院的孔德茂在同一份聲明中表示，普通物質——構成氣體和恒星的物質——“坍塌并凝結”成JWST-ER1g的暗物質暈的收縮機制可能會“在同一體積中堆積更多的暗物質質量，從而產生更高的密度”。
暗物質的光環在星系中心密度最大，是防止旋轉星系分離的引力粘合劑。此外，根據這項新的研究，包含某種類型暗物質的模型，其中暗物質的粒子與自身相互作用，提供了“非常適合JWST-ER1的測量”。
我們還不知道暗物質到底是什么。觀測線索表明，暗物質是一種新的粒子，其存在只能從其與普通物質的引力相互作用中推斷出來。暗物質可能只是一種粒子，也可能是各種不同類型的復雜粒子，就像正常物質一樣，可能在存在迄今為止未知的暗物質獨有的額外力量的情況下運作。
去年12月，余領導了對包含自相互作用暗物質的結構形成的模擬，得出的結論是，這種自相互作用可以解釋某些星系中密度極高的暗物質暈，以及其他星系中令人困惑的低密度，這兩種情況都無法用流行的“冷暗物質”理論來解釋。
可以說，物理學家們希望JWST能為暗物質提供更多的線索。余說，該望遠鏡前所未有的紅外眼睛比任何其他望遠鏡都能追溯到更早的時間，即將對早期宇宙中的星系進行的研究可能會揭示暗物質粒子及其行為的線索。
“我們希望JWST能帶來更多驚喜，并很快了解更多關于暗物質的信息。”
這項新研究于4月11日發表在《天體物理雜志快報》上。