中國科學(xué)院國家天文臺等單位的研究人員發(fā)現(xiàn)，在近鄰宇宙有一類特殊的矮星系，在其幾萬光年的半徑內(nèi)，主要由重子物質(zhì)構(gòu)成，暗物質(zhì)只占其中一小部分。這與目前在標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型下的矮星系形成理論預(yù)言相違背，從而對冷暗物質(zhì)的假設(shè)提出質(zhì)疑，對經(jīng)典的矮星系形成理論提出挑戰(zhàn)。相關(guān)研究成果26日在線發(fā)表于《自然·天文》雜志上。
在以暗能量和冷暗物質(zhì)主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型下，星系在暗物質(zhì)暈中形成和演化。在大質(zhì)量的系統(tǒng)中，重子比例可達(dá)到宇宙的平均值，這一比例隨著暗暈質(zhì)量的減小迅速降低。“由于低質(zhì)量系統(tǒng)束縛重子的能力比較弱，在矮星系系統(tǒng)中，通常認(rèn)為其重子物質(zhì)含量相對于暗物質(zhì)是非常少的，這也在銀河系和本星系群的衛(wèi)星星系中得到證實。不同于大的星系，在這些衛(wèi)星星系中，即使在其幾千光年半徑內(nèi)，都是暗物質(zhì)主導(dǎo)的。”中國科學(xué)院國家天文臺研究員郭琦說。
然而，研究發(fā)現(xiàn)了一類特殊的矮星系，不同于以往的觀測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬的預(yù)言結(jié)果，這些矮星系在中性氫覆蓋的區(qū)域（幾萬光年）都是由重子物質(zhì)主導(dǎo)的。在典型的矮星系系統(tǒng)中，在該尺度上的暗物質(zhì)質(zhì)量是重子物質(zhì)質(zhì)量的十到幾百倍。特別的是，研究發(fā)現(xiàn)的這類矮星系大部分是孤立系統(tǒng)，并不會受到外界環(huán)境的影響。目前，在標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型下，還沒有任何理論或者數(shù)值模擬能夠解釋這類星系的形成。
郭琦表示，這一發(fā)現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型，以及該模型下的星系形成理論提出了重大質(zhì)疑，促使人們重新審視暗物質(zhì)的本質(zhì)，溫暗物質(zhì)或者絨毛暗物質(zhì)模型或許更易于解釋此類矮星系的形成。（記者陸成寬）