关于暗物质本质的一个假说提到,一些暗物质可能具有自相互作用,这意味着独特的粒子会与另一粒子产生轻微的相互作用。

星系团SMACS J0723.3-7327是詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope)正在进行各种引力透镜测量的其中一组星系团。
20世纪70年代,美国天文学家维拉·鲁宾(Vera Rubin)凭借观测到星系内部恒星运动轨迹的现象,提出暗物质存在的第一个重大证据。简而言之,很多星系旋转得很快。如果把一个星系中我们可以看见的所有物质加起来,那完全没有足够的引力可以抓住在快速轨道上转动的恒星。因而,必定存在我们看不见的物质,即暗物质。
同样,由于自相互作用的暗物质聚集方式和无自相互作用的物质有所不同,这可能会改变自转曲线(恒星在不同星系轨道上的速度曲线图)。在数十亿年的生命周期里,物质不断地降落在临近的星系上。换句话说,每一个星系都是遨游在物质的海洋中。物质包含常规物质和暗物质。当暗物质与自身相互作用时,星系中暗物质会稍微吸引一些常规物质(因为常规物质可以游走于临近的各种物质之间)。
而这会让星系拥有两个偏置核心:一个由常规物质组成,另一个由暗物质组成。偏置核心会引发星系潮汐扰动,甚至引发盘星系翘曲。未来对各星系进行更加精细的观测,可能会揭露其中的翘曲情况,但只有自相互作用的暗物质能解释翘曲的现象。
当大型星系团合并时,天文学家通过研究星系残骸,了解星系内部包含何物。例如,著名的子弹星系团显示了两个星系团合并所发生的情况:恒星和暗物质(由引力透镜测量)完好无损地穿过彼此,然而所有星系团中的松散气体在碰撞中心猛烈撞击。
暗物质位于恒星系统边缘的说法告诉我们,暗物质不总是自相互作用,否则,暗物质会和气体一起被卷入碰撞中心。子弹星系团和其他像子弹星系团的星系团令天文学家们发现,人类能够限制暗物质自相互作用的强度。如果观测得当,更多观测研究会得出更准确的限制条件,甚至是更加积极的证据,证明自相互作用的暗物质的确存在。
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