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据中国科学技术大学消息，该校王慧元教授研究团队首次在观测中发现弥散矮星系超强的成团性，证实了宇宙中神秘的“暗物质晕集聚偏置”现象。这项研究为理解暗物质本质、宇宙大尺度结构与星系协同演化提供了重要线索。5月21日，该项成果正式发表在国际学术期刊《自然》上。
暗物质是一种看不见、不发光的神秘物质，它通过引力悄然塑造着宇宙的结构，主导着星系的形成与演化。暗物质粒子在引力作用下聚集，形成暗物质晕（暗晕），星系就是在暗晕的引力势阱中形成并演化的。暗晕在宇宙大尺度上呈现“抱团”分布，这种“抱团”性不仅与暗晕质量相关，也在固定质量下与暗晕的形成时间、内部结构等多重变量呈现统计相关性。这种现象被称为暗晕集聚偏置，它是理解宇宙大尺度结构及星系形成的关键线索。
融合水墨艺术与科学可视化手法，表现宇宙大尺度暗物质分布。水珠中呈现不同环境下的矮星系图像，展示了宇宙大尺度结构与小尺度星系形成之间的复杂关联。中国科大 供图
研究团队分析斯隆数字巡天项目光学数据时，将目光聚焦在质量小、光度低、通常由暗物质主导的矮星系上，超乎预期地发现了弥散的矮星系更喜欢“抱团”，而致密矮星系更喜欢“单干”。这与以往根据大质量星系样本所得的经验完全相反，因此这个发现非常罕见且珍贵。
研究团队独立发展了一种宇宙学模拟方法，进一步解释了上述现象。研究发现，年老的暗物质晕在宇宙中的空间分布与弥散矮星系类似，也更喜欢“抱团”。这表明，矮星系的形成与暗物质晕的“年龄”之间有着紧密联系，同时也表明了首次从观测中证实了暗晕集聚偏置现象。
据王慧元介绍，此次研究不仅挑战了现有的星系形成模型，还为理解暗物质本质提供了新线索。天文学家距离揭开暗物质的神秘面纱又近了一步。
