暗物质不会聚集形成天体吗，比如暗物质星？

gfhkssv

暗物质遇到黑洞也会被吞噬吧
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zhaobai

谢邀，非我领域，胡乱答一下。

先说结论，现在一般认为，不会。

原因是一般认为暗物质是所谓“非耗散的”。

什么是“耗散”？你跟人打雪仗，两个人以同样大小的速度扔出两个同样大小的雪球，两个雪球刚好吧唧一撞，粘成了一个大雪球。因为两个雪球原来的动量大小相等方向相反，现在大雪球的动量为零，速度为零，原本系统包含若干动能，现在动能为零。这些动能哪去了？在相撞的一刹那转变为内能，把雪球加热了一点点，然后在跟环境的热量交换中就跑掉了。这个过程就叫“耗散”。


噢不对，这不是雪球。这才是雪球：



换到宇宙中，两坨星云相撞，把各自的动能转化成内能，这些能量一部分跑去激发星云里的原子、分子、尘埃，然后以谱线或者连续谱的形式辐射出来，一部分跑去扰动气体，形成湍流，这些湍流在传播的过程中逐渐的把能量消耗掉。这也叫“耗散”。耗散的结果是这团气体的内能逐渐散逸，这一坨气体质量足够大，但又没有足够的温度来抗衡自引力的时候，就会在引力作用下塌缩下去，最后变成一个或一坨恒星。


但是暗物质呢？传统认为，暗物质之间除了引力以外没有别的相互作用，它们相遇时，不会像两团雪球一样黏在一起，而是会“穿透”对方，动能不会发生耗散。所以暗物质相互作用的结果是形成一个个或大或小的“晕”，每一个晕中间密度高、周围密度低，这些晕会不断的彼此绕转、并合，但是并不会因为动能耗散而塌缩成“暗物质星”。


假设暗物质是非耗散的而进行的宇宙学模拟非常好的再现了我们观测到的宇宙，所以这已经是一个很成功的理论。

不过如果暗物质完全没可能是耗散的，会有一批人要失业——确实也有人不断的提出“可耗散的暗物质”。这个我就不懂了，道听途说了一些：

有人说暗物质可能有长程的相互作用，通过释放“暗玻色子”来冷却。

能耗散嘛，就有可能不断塌缩，直到形成一个比较致密的“暗物质星”。然后怎么探测到这种潜在的“暗物质星”呢？某大哥表示，有很多办法：如果这么一坨暗物质飘到太阳附近，有可能被太阳俘获啊；如果飘到地球附近，有可能被地球俘获啊——俘获了之后，就可能用中微子望远镜看到一些蛛丝马迹。

暗物质星如果存在，长什么样？我不知道，自己看文献吧：http://arxiv.org/pdf/1312.1336v2.pdf

lgy_103

@刘博洋  已经解释了，我这有个具体的例子帮助理解。

现在所说的暗物质，是看不见的那部分物质的统称，当然其中的黑洞白矮星褐矮星什么的，都是天体，然而这部分比例很小。
“不发光的物质”中，占大部分的非重子物质之间仅有引力相互作用。由这种暗物质构成的“总体”中，只有动能和引力势能之间的相互转化（不考虑引力波辐射这些）。

一个具体的例子是两体或者三体问题，这个是可以直观理解的。
三个初始状态相距一定距离(任意初速度)的质点构成的体系，刚开始会因为引力相互吸引而聚集。假设质点的碰撞体积为0或者为完全弹性碰撞的话（仅有引力的情况必然是弹性碰撞），这个聚集是不稳定的，三个质点聚集后会再次分散开。聚集-分散的过程周而复始，可能达到某个奇怪的平衡状态，但是不可能聚集到一起。
n个质点的情况类似，也会出现聚集-弥散的过程。n非常大的时候，就是暗物质的情形。

再说说天体形成，关键的一条就是多个质点聚集到一起的碰撞过程是非弹性碰撞，这样许多质点聚集后就不再分散开了。这也就是耗散过程，原因是由其他相互作用的参与（电磁力）。这样的物质越聚越多，就是天体了。当然实际过程复杂的多，什么吸积盘、自引力、角动量输运什么的，暂且不表。
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2016.9.19改
宇宙演化早期，是会形成暗物质黑洞的，当然这也算是天体，但形成原因是密度涨落的演化。另外现在暗物质晕的中心究竟是个什么样子，依然是有争论的问题，数值模拟的结果显示中心是“平”的，也就是只是很多暗物质聚集，算不上有明显边界的天体。

nshukwrd

这里有篇不错的脑洞文章Phys. Rev. Lett. 117, 121801 (2016)。文章提出一种理论，可能存在轴子(axion)构成的天体。轴子是暗物质的候选粒子之一，质量非常小，和中微子差不多，不过轴子是玻色子。文章提出这种“暗物质星”处于玻色爱因斯坦凝聚态，因此可以保持稳定。

yanbing2796

部分天文学家相信，在宇宙中的第一批恒星，就是暗物质恒星。根据这种观点，在宇宙的幼年时期，有的地区暗物质密度很高。暗物质粒子互相碰撞，释放出大量能量。由于温度过高，星云中的氢和氦无法坍缩凝聚，形成普通恒星。

图片来自Dark Matter Star (page 4)

虽然天文学家们普遍认可暗物质的存在，但是毕竟还没有直接观察到。目前已有的暗物质候选者中，弱相互作用重粒子（WIMP）是希望最大的一种。上面这种暗物质恒星的假设也是基于WIMP提出来的。

如果有这样的暗物质恒星幸存到今天，它们应该和普通恒星一样向宇宙空间辐射能量。但是由于内部机制不同，它们看起来肯定和核聚变驱动的普通恒星不一样。提出这种假设的天文学家正在研究它们会有怎样的伽马射线、中微子和反物质特征，以便在宇宙中找到它们。

今天，暗物质构成了星系的骨架。我们眼中波澜壮阔的宇宙天体，比如恒星和星云，都是依附在这个骨架上面的。然而，还有一些暗物质游离于星系之外，围绕星系旋转。它们构成了暗物质星系。天文学家认为，银河系周围就有许多暗物质矮星系在围绕银河系旋转。

在分析银河系边缘的尘埃和气体星云时，天文学家发现它们具有一种类似波纹的结构。这是引力干扰的表现。这说明，它们附近有大质量的天体。然而，对目标位置的观察却一无所获。在暗物质概念已经深入人心的今天，这个结果无疑已经揭示了答案——这是一个暗物质矮星系。这个神秘的星系被称为X星系。

2009年，天文学家在南方天空矩尺座方向发现了4颗造父变星。这几颗恒星距离银心30万光年，而银河系的半径只有4.8万光年，所以它们不可能是银河系内部的恒星。同时，几颗恒星聚集在一个很小的区域，这表明它们不应该是流浪恒星，而应该是一个矮星系的一部分。但是这个区域观察不到任何星系的蛛丝马迹，所以这个星系很可能就是X星系。这样，X星系的位置就确定下来了。根据这个距离，我们也可以计算出X星系的质量：大约是银河系质量的1%。

在已知的星系中都存在暗物质和普通物质，而且暗物质含量都比普通物质高得多。这里提到的的暗物质星系其实也是一样。但是它们和普通星系的区别是，它们的暗物质含量更高。比如，上面这个银河系的卫星星系中，只有很少的恒星。另一个例子是，室女座超星系团中的VCC 1287。它距离我们5000万光年。VCC 1287看上去物质非常分散，质量不高。但是，它周围的一些球状星团以异乎寻常的高速度围绕它旋转，表明VCC 1287产生了很高的引力场。根据这个引力计算，这个星系的暗物质含量超过99.7%。


图片来自http://aasnova.org/2016/03/09/dark-matter-halos-of-tenuous-galaxies/