宇宙中是否存在完全由暗物質組成的暗恆星或暗星系？

07-14

當前的物理模型把暗物質描述為某種電磁相互作用非常微弱（這就是為什麼它不發光，以及為什麼它被稱為暗物質）並主要通過引力相互作用的粒子。在星系的形成的過程中，異常密度的暗物質首先通過引力作用聚集成高密度暗物質團，這能提供聚集普通物質的引力。

然而，為了讓普通物質足以坍縮形成恆星，這就必須失去大量的能量和角動量。普通物質可以通過輻射和粒子之間的碰撞來失去能量和角動量，但暗物質粒子並非如此，這是因為它們的電磁相互作用很微弱。

因此，極不可能存在那種完全（甚至是大部分）是由暗物質組成的恆星。

「暗星系」則更複雜。我們肉眼的可見星系標誌著暗物質集中的地方，我們所看到的恆星和氣體等正常物質位於這些暗物質暈的高密度中心區域。

理論上，存在一種最小的暗物質暈，它們的個頭太小而無法吸引足夠多的正常物質來形成恆星（或有少數恆星形成，它們擁有足夠的能量通過輻射或超新星爆發來吹走正常物質），在這種情況下，暗物質暈可以說是一種「暗星系」。但如果「暗星系」不發光，那對於天文學家而言發現它們是非常棘手的！一種可能性是通過引力透鏡來探測，因為「暗星系」可通過引力扭曲一些背景發光天體的路徑，從而來知曉它們的存在……

引力透鏡效應

但為了產生明顯的引力透鏡效應需要大量的物質（或非常集中的物質），這可能意味著那些個頭較小且較分散但可以維持「暗星系」狀態的暗物質團不會產生明顯的引力透鏡效應。所以雖然「暗星系」可能會存在，但至今天文學家還未發現一個！