近期刊登在皇家天文學會月刊(MNRAS)上的一份研究,物理學家通過引力透鏡效應探索暗物質的特性,認為暗物質粒子的溫度存在上限,相對應的,質量存在下限。

儘管還沒有發現確切的暗物質粒子,天文學家普遍認為宇宙中存在暗物質,佔宇宙物質量近四分之一。科學家已知的是,暗物質團對來自遠方的光線造成引力透鏡效果。

研究負責人加州大學戴德偉分校的物理學家法斯納赫特(Chris Fassnacht)說,標準暗物質模型認為暗物質是「冷」的,相對於光線,暗物質粒子移動速度慢得多。科學家認為這與暗物質粒子的質量也相關,粒子質量越小,溫度越高,移動速度也越快。

可是這種冷暗物質模型適用於大範圍宇宙區域,不適用於單個星系這樣小尺度範圍。

法斯納赫特的研究組通過觀測7個遠處類星體的引力透鏡數據,認為暗物質粒子溫度有個上限,那麼質量相應地就有個極小值,因此提出了「暖」暗物質模型,即具有質量小一些,溫度高一些,移動速度快一些的暗物質粒子;但是排除了「熱」暗物質模型的可能性,即暗物質粒子移動速度接近光速的模型。法斯納赫特還說,這種暖暗物質粒子組成的結構將不會太小。「如果小於一定尺度,它們將無法存在。」

法斯納赫特計劃添加更多天體引力透鏡數據,提高統計精確度。「我們需要大約觀察50個天體,才能找到暗物質溫度的上限。」◇