天文學家發現了一組異常對齊的矮星系，這些星系幾乎呈直線排列，並且大多數朝著相同的方向旋轉。
這些奇異的特徵挑戰了主流的冷暗物質（CDM）理論，該理論認為，暗物質為星系和其它大規模天體結構提供了引力框架基礎，而暗物質會導致星系的無序分布。換句話說，根據這一理論，星系不應該有偏好的對齊方式。因此，研究人員認為，觀察到的具有奇特凝聚動力學的這些星系可能需要用另一種形式的暗物質來更好地解釋，並稱之為「暖暗物質」（WDM）。
神奇的排列和旋轉方向
新發現的星系群由至少五個成員組成，位於距地球約 1.17 億光年的一個孤立宇宙區域。這些星系的總跨度為 502,408 光年，並且幾乎沿著正南到正北的方向直線排列，這種配置「在CDM 模擬中不常見」，研究首席作者、韓國延世大學的 Sanjaya Paudel 如是告訴 Space.com 網站。
此外，來自暗能量光譜儀（DESI）的數據顯示，這五個星系中的三個共享相同的旋轉方向，即它們的北部朝我們遠離，而南部則向我們靠近。
這種一致運動的最合理解釋是這些星系是由同一團氣體形成的，這一情景與冷暗物質範式相矛盾，正如前面提到的，該範式通常預測星系的無序分布，並且沒有偏好的對齊方式，特別是對於像本研究中的這些矮星系來說。「為甚麼它們有相同的旋轉？」 Paudel 說。「它們之間必然有某種聯繫，這是一個無法用冷暗物質模型解釋的問題。」
研究人員在他們的論文中指出，未來的觀測可能會很快確認這些星系罕見的近直線分布是否是偶然的投影或真實的物理排列。主要是，這些星系離我們的距離尚未全部弄清楚，這使得團隊無法構建星系在空間中的3D圖像。
挑戰暗物質理論
目前提供更好解釋這些觀測現象的理論是暖暗物質，這是一種假設的暗物質形式，其粒子在質量、速度以及（最重要的）在早期宇宙中如何聚集方面與冷暗物質有所不同。
WDM粒子，例如無質量中微子，聚集的效率不如CDM粒子，這使得從同一氣體雲中形成星系的過程受到影響。因此，這些星系在位置和運動上會更加同步，這也解釋了本研究中觀察到的協調動力學，Paudel 如此表示。
儘管WDM理論越來越被視為CDM的替代選擇，但目前WDM仍處於純理論階段。這是因為需要更多的證據，例如對早期宇宙中星系形成和結構的觀察，來確認或排除WDM是否為宇宙暗物質的一部份。
冷暗物質的概念及其在宇宙結構形成中的作用是宇宙學標準模型的基石。Paudel 說，「但如果你發現越來越多這樣的證據，那麼這個基石在接下來的 10 到 20年內可能會面臨挑戰。」
該研究論文於2024年11月19日發表在《天體物理學期刊快報》（The Astrophysical Journal Letters）上。◇
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