透镜星系团Abell 3827中的光/质偏移：碰撞暗物质的证据？

如果暗物质具有非零的自相互作用截面，那么星系团核心中单个星系的暗物质晕会受到星系团环境暗物质的拖曳力，这种力不会影响星系的恒星成分，因此会导致恒星和暗物质之间的分离。如果截面仅比当前天体物理确定的上限低几个数量级，则会产生千秒差距尺度的分离。然而，这种分离只有在非常有利的条件下才能被观测到。Abell 3827是一个邻近的晚期星系团并合体，其中有四个大质量中心椭圆星系，彼此相距在20千秒差距以内。紧密环绕这些椭圆星系的十个强透镜像为自由形式透镜重建提供了极好的约束集。我们的自由形式质量图显示，在一个椭圆星系约6千秒差距处存在一个巨大的暗物质延伸团块。该结果的稳健性已通过多次重建得到检验，并利用合成透镜质量分布的实验得到确认。从暗物质碰撞性的角度解释，我们的结果给出σ/m ~ 4.5 × 10^{-7} (t/10^{10} 年)^{-2} 平方厘米/克，其中t是并合的年龄。