矮小銀河のクラスタリングが冷たい暗黒物質モデルに挑戦(Dwarf Galaxy Clustering Challenges Standard Cold Dark Matter Paradigm)

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2025-05-22 中国科学院 (CAS)

中国科学院の王慧遠教授(中国科学技術大学)らの研究チームは、スローン・デジタル・スカイ・サーベイ(SDSS)データを解析し、拡散型矮小銀河が予想外に強いクラスタリングを示すことを発見しました。これは標準的な冷たい暗黒物質(CDM)モデルと矛盾し、暗黒物質の新たな性質を示唆します。独自の宇宙論シミュレーション「ELUCID」により、古いハローでは拡散型、若いハローではコンパクト型の銀河が形成されるという「ハローアセンブリバイアス」の証拠を確認しました。この現象を説明するため、チームは「自己相互作用型暗黒物質(SIDM)」モデルを提案し、宇宙構造の形成理論の再考を促す成果を発表しました。

<関連情報>

矮小銀河における予期せぬクラスター形成パターンが銀河形成モデルに挑む Unexpected clustering pattern in dwarf galaxies challenges formation models

Ziwen Zhang,Yangyao Chen,Yu Rong,Huiyuan Wang,Houjun Mo,Xiong Luo & Hao Li
Nature  Published:21 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-08965-5

矮小銀河のクラスタリングが冷たい暗黒物質モデルに挑戦(Dwarf Galaxy Clustering Challenges Standard Cold Dark Matter Paradigm)

Abstract

The galaxy correlation function serves as a fundamental tool for studying cosmology, galaxy formation and the nature of dark matter. It is well established that more massive, redder and more compact galaxies tend to have stronger clustering in space1,2. These results can be understood in terms of galaxy formation in cold dark matter (CDM) halos of different mass and assembly history. Here we report an unexpectedly strong large-scale clustering for isolated, diffuse and blue dwarf galaxies, comparable to that seen for massive galaxy groups but much stronger than that expected from their halo mass. Our analysis indicates that the strong clustering aligns with the halo assembly bias seen in simulations3 with the standard ΛCDM cosmology only if more diffuse dwarfs formed in low-mass halos of older ages. This pattern is not reproduced by existing models of galaxy evolution in a ΛCDM framework4,5,6, and our finding provides clues for the search of more viable models. Our results can be explained well by assuming self-interacting dark matter7, suggesting that such a scenario should be considered seriously.

1701物理及び化学
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