天文学家发现星系“晃动”现象，与主流暗物质理论相矛盾

Abell S1063星系团。NASA / ESA

暗物质占宇宙质能总和的25%。但它却看不见，摸不着，是现代天文学里最大的谜团之一。

鬼魅一般的暗物质晕笼罩着每一个星系和星系团。星系团是上千个星系聚集在一起形成的巨大天体结构，它们浸泡在炽热的星系际气体中。每一个星系团都有一个密度很高的核心，每一个这样的核心都有一个巨大的星系，被称为“最亮的星系团星系（简称最亮团星系，或BCG）”。

MACS J1206星系团。NASA / ESA

当前的主流暗物质理论——冷暗物质理论认为，星系团在经历了大融合时期的动荡不安后，会逐渐平静下来。此时最亮团星系在暗物质强大的引力影响下将停留在原地，而不会偏离星系团中心。

但是最近一些来自欧洲的天文学家在分析了哈勃太空望远镜提供的10个星系团的观测数据后发现，这些星系团的最亮团星系并不如我们预期的那样位于星系团中心。

在引力透镜现象中作为“透镜”的星系团Abell 383。NASA / ESA

这些最亮团星系在它们的星系团经历了融合期并逐渐平静下来之后，都好像瓶中之物般发生了“晃动”，偏离了各自星系团的质心。也就是说，这些星系团可见部分的中心，与包括暗物质晕在内的星系团整体质量中心是不重合的。两个中心之间的偏差最大可达4万光年。

这表明星系团中心的实际密度要比冷暗物质理论的预言低得多。星系团中心的暗物质可能是以一种非常奇特的形态存在的。

Abell 2261星系团中的“最亮团星系”。NASA / ESA

对最亮团星系偏离星系团质心现象的分析只有当这个星系团成为引力透镜现象中的透镜时才有可能进行。这些星系团的质量足够巨大，足以扭曲时空，弯曲来自更遥远天体的光线。这种现象被称为强引力透镜，可以用来绘制与星系团相关的暗物质分布图，找出星系团的质量中心，进而测定最亮团星系和质心的偏差。

MACS J1720+35星系团。NASA / ESA

如果这种偏差不是一种未知的天体物理学现象，而是暗物质的行为结果，那就会和现在的主流暗物质理论发生矛盾。因为这意味着暗物质粒子之间会发生相互作用。要解开暗物质之谜，我们可能需要一种新的基础物理学。