【詹姆斯·韦伯空间望远镜或将以未曾预见的方式揭示暗物质】自2022年投入运行以来，詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）已推动人类在早期宇宙认知方面取得重大进展，但暗物质本质这一核心谜题始终未获突破。发表于《自然·天文学》期刊的研究表明，这一局面即将改变。暗物质约占宇宙物质总量的85%，其基本特性是不与电磁辐射发生相互作用（或作用极弱以至无法直接探测），这使其几乎不可见，同时表明构成暗物质的粒子并非日常物质中的质子、中子或电子。尽管科学家已提出多种假想暗物质粒子候选者，但均缺乏实证。目前唯一的探测途径是通过其引力效应对时空结构及普通物质与光线的影响进行推断。该研究指出，暗物质的引力影响可能导致早期星系呈现异常的拉长形态。JWST在早期宇宙中观测到的、延伸数十光年的平滑丝状结构，可能为甄别暗物质粒子的正确"配方"提供关键线索。研究团队发现，这些丝状结构与标准宇宙学模型——Λ冷暗物质（Lambda Cold Dark Matter, LCDM）模型的预测存在显著差异。LCDM模型中的"冷暗物质"（cold dark matter）并非指温度，而是描述粒子运动速度。传统模拟显示，冷暗物质框架下冷却气体沿暗物质网纤维聚集，能够较好复现现代宇宙中常见的球状星系形态。然而，JWST对极早期星系的观测却反复发现大量丝状拉长结构，这在标准气体聚集形成恒星与星系的机制中难以重现。为解释这一现象，研究团队模拟了非LCDM模型的多种暗物质类型，结果显示：由"模糊暗物质"（fuzzy dark matter）即超轻轴子粒子构成的暗物质，其波状特性可解释JWST观测到的早期星系拉长形态。研究团队负责人、多诺斯蒂亚国际物理中心的阿尔瓦罗·波索（Álvaro Pozo）指出："若暗物质由超轻轴子粒子构成，其量子波状特性将阻止数十光年以下小尺度结构在短期内形成，从而促成JWST在大尺度距离上观测到的平滑丝状行为。"模拟同时表明，运动速度更快的"温暗物质"（warm dark matter）粒子，如惰性中微子，同样可能形成早期丝状星系。在模糊暗物质与温暗物质两种情形下，这些粒子产生的暗物质纤维结构比冷暗物质更平滑，气体与恒星沿这些纤维缓慢流动，最终形成拉长的星系形态。未来，JWST将持续观测早期宇宙中的异常形态星系，而地面研究人员将同步完善早期宇宙模拟。二者的结合有望最终破解暗物质之谜。