自己相互作用型ダークマターが宇宙の3つの謎を解決する可能性(Self-interacting dark matter may solve three cosmic puzzles)

2026-04-13 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

米国のカリフォルニア大学リバーサイド校の研究チームは、「自己相互作用するダークマター(SIDM)」が宇宙論の複数の未解決問題を同時に説明できる可能性を示した。従来の冷たいダークマター理論では、銀河中心の密度分布や小規模構造の形成などに不一致があったが、SIDMでは粒子同士の相互作用によりこれらの矛盾が緩和される。研究はシミュレーションと理論解析に基づき、銀河の構造や進化の理解を深める新たな枠組みを提示した。これにより、ダークマターの性質解明と宇宙構造形成の統一的理解に向けた重要な手がかりが得られた。

自己相互作用型ダークマターが宇宙の3つの謎を解決する可能性(Self-interacting dark matter may solve three cosmic puzzles)
The gravitational lens system JVAS B1938+666. The black ring and central dot show an infrared image of a distant galaxy distorted by gravitational lensing. The orange emission shows radio waves from the same system. The inset highlights a small “pinch” in the image caused by an additional dense object — about a million times the mass of the Sun — shown as a white blob. Credit: Devon Powell, Max Planck Institute for Astrophysics, based on data from Keck/EVN/GBT/VLBA.

<関連情報>

中心核崩壊型SIDMハローは、レンズ状構造、ストリーム状構造、および衛星状構造における高密度擾乱天体の共通起源である Core-Collapsed SIDM Halos as the Common Origin of Dense Perturbers in Lenses, Streams, and Satellites

Hai-Bo Yu
Physical Review Letters  Published: 9 April, 2026
DOI: https://doi.org/10.1103/txxx-97ln

Abstract

We show that core-collapsed self-interacting dark matter halos of mass ∼106M, originally simulated to explain the dense perturber of the GD-1 stellar stream, also reproduce the structural properties inferred for the dense perturber detected in the strong lensing system JVAS B⁢1938+666 from radio observations. Furthermore, these halos are sufficiently compact and dense to gravitationally capture field stars in satellite galaxies of the Milky Way, providing a natural explanation for the origin of Fornax 6, a stellar cluster in the Fornax dwarf spheroidal galaxy. Our results demonstrate that observations of halos with similar masses but residing in different cosmic environments offer a powerful and complementary probe of self-interacting dark matter.

1701物理及び化学
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