天文学家提出观察暗物质的新方法 基于哈勃收集的引力透镜数据

航天
  • cnBeta
  • 2018-12-27 16:26

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由于暗物质"看不见、摸不着",且不会与检测设备发生相互作用,所以科学家们很难对它展开直接的研究。当前的理论是,暗物质占据了宇宙 85% 的质量,人类只能通过观察引力的扰动去管中窥豹。近日,澳大利亚和西班牙的天文学家们,设计了一种新的方法 —— 借助 NASA / ESA 的哈勃太空望远镜捕获的图像,分析星系团中的微弱光线变化,从而"看到"暗物质。

天文学家借助微弱的星光,来绘制宇宙中最难以捉摸的暗物质分布。

星系团是一个巨大的,引力束缚的星系聚集体。地球所处的银河系,就存在于一个被称作 Laniakea 的超星系团,其中包含了数十万个其它星系。

在一个星团中的天体,会相互作用。有时它们会被撕裂,自由地漂浮在星系团中。当这些"流浪者"自由穿过星团时,它们会发出微弱的"群内光线"(intracluster light)。

研究一作、来自澳大利亚新南威尔士大学的 Mireia Montes 表示:"我们发现星系团中极其微弱的暗中光线,映射了暗物质的分布情况"。

此前,天文学家曾借助‘引力透镜'来评估星系团中的暗物质分布。尽管镜头在揭示其中暗物质的结构方面是有力的,但需要密集的观察、且耗费大量的时间。

研究合著者、来自西班牙 Instituto de Astrofisica de Canarias 的 Ignacio Trujillo ,提出了只需借助要深空成像的新方法:

比如基于哈勃 Frontier Fields 项目提供的信息,就能够准确地推断出给定星系团中的暗物质特性。事实上,Montes 和 Trujillo 的设计方法的核心,就是基于引力透镜效应。

此前的研究,已经分析过相同的六个星系团 —— 借助引力透镜,研究它们的暗物质剖面。由此,Montes 和 Trujillo 可将"群内光线"的分布状况,与早前的分析相互比较。

研究指出,‘群内光线'精确地伴随着整个星系团的暗物质分布。在群集中自由漂浮的恒星,也具有与之完全相同的分布特点。

基于哈勃的"前沿领域"(Frontier Fields)和"布法罗"(Buffalo)项目,未来研究还将拓展到比这六个更大的星系团,对它们的边缘展开进一步的观测。

想要验证这种观测暗物质的新方法是否能够成立,就在此一举。

有关这项研究的详情,应发表在近日出版的《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。原标题为:

《Intracluster light: a luminous tracer for dark matter in clusters of galaxies》


来源:cnBeta作者:摘编编辑:jiyang

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