哈勃望遠鏡獲取迄今最精確暗物質(zhì)分布圖

圖中的藍色區(qū)域就是科爾和同事們在哈勃望遠鏡的圖像上疊加上的暗物質(zhì)分布圖

　　北京時間11月17日消息，借助哈勃空間望遠鏡和宇宙引力透鏡效應(yīng)，科學(xué)家們?nèi)涨俺晒Φ孬@取了一個巨型星系團中暗物質(zhì)迄今最精確的分布圖。
　　暗物質(zhì)是一種神秘莫測的不可見物質(zhì)，它幾乎占據(jù)了宇宙1/4的物質(zhì)和能量，但是除了引力作用之外，它們和"常規(guī)"物質(zhì)不發(fā)生任何相互作用。科學(xué)家們之所以知道宇宙中存在暗物質(zhì)，并不是因為他們"看見"了暗物質(zhì)，而完全是通過看不見的暗物質(zhì)對可見物質(zhì)施加的引力影響間接地獲得關(guān)于它們的信息。
　　當(dāng)大量暗物質(zhì)聚集，就像常規(guī)物質(zhì)組成的星系團中會包括數(shù)百甚至數(shù)千的星系一樣，聚集的暗物質(zhì)會產(chǎn)生巨大的引力作用，使其背后遙遠星系發(fā)出的光線在經(jīng)過其附近時發(fā)生彎曲，從而形成類似透鏡的效應(yīng)。地球上的天文學(xué)家已經(jīng)拍攝到多幅同一個星系在引力中心四周形成多幅圖像和假象的現(xiàn)象，這稱為“引力透鏡效應(yīng)”。
　　引力透鏡效應(yīng)可以作為我們很好的測量工具，用以估算一個星系中暗物質(zhì)的多少，但到目前為止，天文學(xué)家們對于暗物質(zhì)具體到底存在于哪個位置還是一無所知。
　　但是這次不同，借助哈勃空間望遠鏡搭載的先進巡天相機(ACS)，天文學(xué)家們已經(jīng)找出了一個叫做阿貝爾1689(Abell 1689)的星系團中暗物質(zhì)分布的具體位置。
　　“使用其他方法，研究者只能是通過很多觀測數(shù)據(jù)去拼湊一個暗物質(zhì)的質(zhì)量分布情況，找出一種最符合觀測數(shù)據(jù)的分布模型，”美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的天文學(xué)家丹科爾(DanCoe)在一次新聞發(fā)布會上表示，“但如果使用我們的方法，研究者將可以直接獲得暗物質(zhì)的質(zhì)量分布圖，而不必去猜測和拼湊。”
　　阿貝爾1689星系團距離地球22億光年，含有大約1000個星系和10000億顆恒星。通過對比哈勃的圖像和之前早先的觀測數(shù)據(jù)，研究人員從中挑選出了42個不同背景星系的135張不同照片。
　　“發(fā)生引力透鏡效應(yīng)的天體照片就像是一個大大的迷宮，”科爾說?！拔覀兯龅?，就是第一次對阿貝爾1689星系團的內(nèi)部質(zhì)量進行排布，以便找到某種質(zhì)量分布模式，在這種模式下將產(chǎn)生我們所觀測到的背景星系引力透鏡效應(yīng)?！?br /> 　　科爾和同事們在哈勃望遠鏡的圖像上疊加上暗物質(zhì)的位置信息(即題圖中的藍色物質(zhì))。這一結(jié)果已經(jīng)發(fā)表于11月10號的《天體物理學(xué)報》，在這一份研究論文中，科爾和同事們確認(rèn)了阿貝爾1689星系團中的暗物質(zhì)量要比先前研究人員們根據(jù)其星系規(guī)模做出的估算值要高。
　　這一多出的物質(zhì)量說明星系團在宇宙早期形成的年代要早于天文學(xué)家們原先的估計。暗物質(zhì)的引力作用使物質(zhì)聚集，但這一過程卻受到另一種更加神秘的強大力量的阻礙，這就是"暗能量"，它的主要效應(yīng)是將物質(zhì)推開。一旦早期宇宙中暗能量扮演了重要角色，星系團要想聚集在一起難度就會大得多。
　　“因此，星系團的形成應(yīng)當(dāng)在此之前數(shù)十億年便開始形成，以便形成我們今天所看到的宇宙?！笨茽栒f。“在早期宇宙中，宇宙空間更小，暗物質(zhì)的密度也更高。阿貝爾1689星系團似乎在誕生初期就聚集了大量周遭的物質(zhì)。在那之后，這個星系團便一直帶著這多余的質(zhì)量，直到今天被我們觀測到?！?br /> 　　這一研究成果是一個名為“哈勃星系團透鏡和超新星巡天”(CLASH，縮寫意為“撞擊”)的一部分。在接下來的三年時間內(nèi)，該計劃還將利用哈勃空間望遠鏡觀測25個星系團，總觀測時長將達一個月。(晨風(fēng))