توزيع وشكل المادة المظلمة المحيطة بالمجرات، المستنتج من الحركة النجمية.هالات المادة المظلمة هي البنى الضخمة غير المرئية التي تحيط بالمجرات، وتمتد إلى ما هو أبعد من نجومها وغازاتها المرئية. وهي بمثابة السقالات التي تتشكل عليها المجرات وتتطور، ويُستدل على شكلها وتوزيعها بشكل غير مباشر من حركات النجوم والغازات داخلها. تُعد دراسة هالات المادة المظلمة أساسية لفهم تكوّن المجرات، والبنية واسعة النطاق للكون، وطبيعة المادة المظلمة نفسها.
ظهر مفهوم هالات المادة المظلمة في سبعينيات القرن العشرين من أعمال فيرا روبن وكينت فورد، اللذين قاسا منحنيات دوران المجرات، ومن الأعمال النظرية السابقة لفريتز زفيكي في ثلاثينيات القرن العشرين حول عناقيد المجرات. أصبح المصطلح المحدد 'هالة' شائعًا في ثمانينيات القرن العشرين مع ظهور نماذج المادة المظلمة الباردة.
هالات المادة المظلمة ليست قابلة للملاحظة المباشرة، لكن تأثيرها الجاذبي كذلك. من خلال قياس منحنيات دوران المجرات (مدى سرعة دوران النجوم حول المركز) أو سرعات المجرات التابعة، يمكن لعلماء الفلك رسم خريطة لتوزيع الكتلة الكلية. تكشف منحنيات الدوران المسطحة المرصودة، التي لا تنخفض كما هو متوقع من المادة المرئية وحدها، عن وجود هالة ضخمة ممتدة. غالبًا ما يُنمذج شكل الهالة على أنه إهليلجي ثلاثي المحاور مفلطح، ويمكن استكشاف بنيتها من خلال العدسة الجاذبية، حيث تنحني جاذبية الهالة الضوء القادم من الأجسام الخلفية.
فهم هالات المادة المظلمة أمر بالغ الأهمية لتفسير مسوحات المجرات، والتنبؤ بإشارات العدسة الجاذبية، وتقييد نماذج فيزياء الجسيمات لمرشحات المادة المظلمة.
هالة المادة المظلمة في درب التبانة ليست كروية بل مفلطحة وملتوية، على الأرجح بسبب التفاعلات مع المجرات التابعة.
| Φ_X | متغير | dark matter particle flux — particle flux per square metre per second |
| f_X | متغير | fraction of dark matter in the form of particle X — بلا أبعاد |
| ρ_DM | متغير | dark matter mass density — كثافة الكتلة kilogram per cubic metre |
| m_X | متغير | mass of the dark matter particle — كتلة kilogram |
| v_DM | متغير | typical speed of dark matter particles — سرعة metre per second |
| b | متغير | bias parameter — bias parameter |
| ξ_gal | متغير | galaxy two-point correlation function — دالة الارتباط |
| ξ_DM | متغير | dark matter two-point correlation function — دالة الارتباط |
| √ | مؤثر | takes the square root of the ratio — جذر تربيعي |
| C | متغير | capture rate of dark matter particles by the star — capture rate per second |
| R | متغير | radius of the star — نصف قطر metre |
| ρ_χ | متغير | mass density of dark matter in the local environment — كثافة الكتلة kilogram per cubic metre |
| m_χ | متغير | mass of a single dark matter particle — كتلة kilogram |
| v | متغير | typical relative speed of dark matter particles with respect to the star — سرعة metre per second |
| σ | متغير | scattering cross-section between dark matter and stellar nucleons — مقطع عرضي square metre |
| \Omega_{\text{DM}} h | متغير | Dark matter relic density parameter times squared Hubble constant — density parameter |
| \Gamma | متغير | Inflaton decay rate — معدل الاضمحلال per second |
| M_P | متغير | Reduced Planck mass — كتلة kilogram |
| m_{\phi} | متغير | Mass of the dark matter particle (or inflaton) — كتلة kilogram |
| \propto | مؤثر | Indicates direct proportionality — تناسب |
| \sqrt{} | مؤثر | Takes the square root of the argument — جذر تربيعي |
