سحابة عملاقة من المادة غير المرئية تعمل كمرآة مشوهة — تحرف ضوء مجرة بعيدة. من خلال هذه التشوهات، يمكن لعلماء الفلك وزن السحابة والنظر إلى أعماقها. وبهذه الطريقة، وباستخدام عدسة ثقالية طبيعية برمز JVAS B1938+666، صادف العلماء أمرًا غريبًا: داخل العدسة يختبئ جسم كتلته مليون شمس، لكنه مضغوط إلى حجم صغير بشكل غير متوقع. وكأنه كرة رصاص صغيرة داخل كتلة قطن ناعمة.
تحقق مؤلفو الدراسة مما إذا كانت هذه النواة يمكن أن تتشكل من المادة المظلمة العادية. واتضح أن لا — إلا إذا افترضنا أن جسيمات المادة المظلمة تصطدم أحيانًا وتتبادل الطاقة، مثل كرات البلياردو. عندها تبدأ السحابة في "الاحترار" من الداخل، وينضغط مركزها أكثر — مما يؤدي إلى ظهور نواة كثيفة ثانوية، تمامًا مثل تلك التي شوهدت في العدسة. تسمى هذه العملية الانهيار العميق للنواة، وهي متوقعة بشكل طبيعي في نماذج المادة المظلمة ذاتية التفاعل.
الاحتمال الآخر هو أن ثقبًا أسود متوسط الكتلة قد دخل إلى سحابة باردة عادية وضغط المادة حوله. لكن لتتناسب النتيجة مع الملاحظات، يجب أن يكون الثقب الأسود قد نما أولاً في مجرة قزمة تابعة، ثم فقد تقريبًا كل كتلته — بمقدار مائة ألف مرة! — عندما جردته قوى المد والجزر من المجرة العدسة الرئيسية. ما إذا كان هذا ممكنًا في الفضاء الحقيقي غير واضح حتى الآن. لكن المادة المظلمة ذاتية التفاعل تنجز المهمة دون عناء.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2606.12909
A $$10^6\,M_\odot$$ object has recently been inferred from gravitational imaging of the strong-lensing system JVAS B1938+666, exhibiting an unusually dense inner region embedded within an extended envelope, far exceeding expectations for cold dark matter (CDM) halos. Using gravothermal fluid simulations, we show that such a structure arises naturally in self-interacting dark matter (SIDM) halos evolving into a deep core-collapse phase, where a secondary dense central core forms within an extended profile. The resulting density structure closely matches the inferred properties of the lensing object. We also demonstrate that a similar profile could be reproduced in CDM in the presence of an intermediate-mass black hole, but this requires an early-forming progenitor that subsequently loses $$5$$ orders of magnitude in mass through tidal stripping by the lens galaxy. Whether such a scenario can be realized in realistic cosmological environments remains an open question.
تعمل العدسات الثقالية مثل تلسكوبات طبيعية عملاقة: جسم ضخم في المقدمة يحني ويضخم ضوء مصدر بعيد، مما يسمح برؤية تفاصيل لا يمكن لأي أداة الوصول إليها.
إذا كانت المادة المظلمة قادرة حقًا على الاصطدام، فقد توجد في مراكز المجرات "نجوم" غير مرئية من المادة المظلمة — أجسام لا تشع ضوءًا ولكنها تكشف عن نفسها عبر الجاذبية. هذه الفكرة تم تصويرها في رواية ستيفن باكستر "الطوف".