计算机模拟显示了所有尺度的暗物质光环
如何研究看不见的东西？这是研究暗物质的天文学家面临的一个挑战。
哈佛大学和史密森天体物理中心的一个团队对暗物质进行了详细的模拟，并得出了一些令人惊讶的结果。
虽然暗物质占宇宙中物质的85%，但它并不与光相互作用。只有通过它对光和其它物质的引力影响才能看到它。而且，迄今为止，在地球上直接探测暗物质的努力还没有成功。
尽管暗物质的质量难以捉摸，但科学家们已经了解了它的一些情况。暗物质不仅是暗的，而且是冷的。它聚集在一起，形成星系团的种子。它还经常在星系周围形成光环，构成了一个星系的大部分质量。
然而，关于暗物质仍有许多未解之谜，因此天文学家经常开发新的暗物质模型，将其与观测结果进行比较，以检验其准确性。
其中一种方式是通过复杂的计算机模拟来实现。
弱相互作用的大质量粒子
任何暗物质模拟的准确性都取决于研究者对暗物质的假设。哈佛大学和史密森天体物理中心的团队假设暗物质由质量约为质子100倍，弱相互作用的大质量粒子组成。
弱相互作用的大质量粒子是比较流行的暗物质理论之一。以前也有人做过类似的大质量粒子暗物质的计算机模拟。不过，这一次的分辨率特别高，模拟的特征规模横跨三十个数量级。
在这个模拟中，暗物质在星系周围形成了光环，就像我们观察到的一样。但有趣的是，模拟发现光环也在各种质量尺度上发展，从行星质量的小光环，到星系光环，再到星系团周围形成的大规模光环。这些光环有一个类似的结构，它们向中心最密集，在边缘变得更加弥漫。这种情况发生在所有尺度上，使其成为暗物质的一个明显特征。
暗物质碰撞时可能会发出伽马射线
虽然小尺度的光环无法通过其对光的引力影响来检测，但它们可以告诉我们暗物质如何与自身互动。关于暗物质的一个推测是，当暗物质粒子碰撞时，它们会发出伽马射线。一些伽马射线观测结果暗示，伽马射线过量来自银河系的中心，这可能是由暗物质引起的。在这个特殊的模型中，暗物质产生的大部分伽马辐射来自较小的光环。
由于光环的规模会影响伽马射线的能量，这个模型对我们在银河系和其它星系中应该看到的伽马射线过量进行了具体的预测。
暗物质仍然是现代天文学中最大的未解问题之一，虽然我们很想直接探测到它，但像这样的模拟是我们目前更好理解暗物质的最有力工具之一。
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