引力透镜能揭示暗物质的本质吗？(2)

但暗物质仍然是弥散的，大致呈球状分布，延伸到正常物质范围的10倍以上。一个类似银河系的星系，端到端的距离可能略高于10万光年，就其正常物质而言，而笼罩着我们的暗物质晕向各个方向延伸超过100万光年。

当地球绕太阳运行时，我们银河系周围的暗物质晕应该表现出略有不同的相互作用概率，从而改变我们在银河系中暗物质中的运动。我们观察到的每个星系的恒星范围都嵌入在一个更大的暗物质晕中，对于一个典型的类似银河系的星系来说，它可以延伸数百万光年。
图片来源：ESO/L. Calçada
在更大的宇宙尺度上，巨大的暗物质晕应该围绕着星系群和星系团。虽然每个星系都应该拥有自己的大质量暗物质晕，但也应该有一个完全独立于任何单个较小尺度团块的大规模暗物质分布。这些暗物质晕，如果你非常粗略地检查它们，会显得光滑和球状：中心密度最大，向郊区密度降低。
但是在这种平滑的结构中会出现一个更复杂的子结构。星系团中的每个星系都有自己的暗物质晕。此外，嵌入在每个星系晕以及整个星系团晕中的是更小的暗物质团块：暗物质亚结构。数千甚至数百万个较小的迷你晕可以存在于这些较大的结构中，并且可以通过引力透镜重建这些星团的质量分布来揭示它们的存在。
来自“背景”星系（比透镜星系团更远但沿着相同视线的星系）的光的扭曲使天体物理学家能够重建星系团本身内整体物质的质量分布和质量分布。

一个星系团可以从可用的引力透镜数据重建其质量。大部分质量不是在单个星系内发现的，这里显示为峰值，而是来自暗物质似乎所在的星系团内的星系际介质。更精细的模拟和观测也可以揭示暗物质的子结构，数据与冷暗物质的预测非常一致。