科學(xué)家借助哈勃望遠(yuǎn)鏡成功繪制出暗物質(zhì)分布圖
據(jù)美國《連線》網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,天文學(xué)家借助“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡和宇宙引力透鏡效應(yīng),成功地繪制了一個(gè)巨型星系團(tuán)中暗物質(zhì)精確分布圖,這是迄今為止最清晰、最詳細(xì)的暗物質(zhì)分布圖。他們的這一結(jié)果已經(jīng)發(fā)表于11月10日出版的《天體物理學(xué)報(bào)》上。在宇宙學(xué)中,暗物質(zhì)是指那些不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì)?茖W(xué)家們之所以知道宇宙中存在暗物質(zhì),并不是因?yàn)樗麄?quot;看見"了暗物質(zhì),而完全是通過看 不見的暗物質(zhì)對(duì)可見物質(zhì)施加的引力影響間接地得知宇宙中有大量暗物質(zhì)的存在。 據(jù)說,暗物質(zhì)存在的最早證據(jù)來源于對(duì)球狀星系旋轉(zhuǎn)速度的觀測(cè)。除了引力作用之外,暗物質(zhì)和"常規(guī)"物質(zhì)不發(fā)生任何相互作用。現(xiàn)代天文學(xué)通過引力透鏡、宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)形成、微波背景輻射等研究表明:我們目前所認(rèn)知的部分大概只占宇 宙的4%,暗物質(zhì)占了宇宙的23%,還有73%是一種導(dǎo)致宇宙加速膨脹的暗能量。 當(dāng)暗物質(zhì)聚集成簇時(shí),會(huì)產(chǎn)生巨大的引力作用,使其背后遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光線在經(jīng)過其附近時(shí)發(fā)生彎曲,從而形成類似透鏡的效應(yīng),這稱為"引力透鏡效 應(yīng)",因此星系在被觀測(cè)時(shí)產(chǎn)生多種多樣扭曲且大幅放大的圖像,就像觀看哈哈鏡中的影像。如果星系團(tuán)的重力只來自于可見的星系,那么透鏡扭曲的效果要弱得多。天文學(xué)家通過研究這些扭曲的圖像,可以估測(cè)星系團(tuán)中暗物質(zhì)的數(shù)量。 ![]() 到目前為止,天文學(xué)家們還無法得知星系團(tuán)中暗物質(zhì)具體存在于哪些位置。但是這次不同,美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的天文學(xué)家丹•科爾 (Dan Coe)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組利用“哈勃”高級(jí)觀測(cè)相機(jī)繪制了巨大星系團(tuán)“埃布爾1689”(Abell 1689)中暗物質(zhì)分布的具體位置。據(jù)悉,阿貝爾1689星系團(tuán)距離地球22億光年,含有大約1000個(gè)星系和10000億顆恒星。 該研究小組通過對(duì)比哈勃的圖像和之前的觀測(cè)數(shù)據(jù),從中挑選出了42個(gè)不同背景星系的135張不同照片?茽栐谝淮涡侣劙l(fā)布會(huì)上表示:“該星系團(tuán)主要 來自暗物質(zhì)的重力就像一個(gè)宇宙放大鏡,折射并放大了它后面的遙遠(yuǎn)星系的光亮。我們對(duì)阿貝爾1689星系團(tuán)的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)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(cè)到的背景星系引力透鏡效應(yīng)。” 研究人員在哈勃望遠(yuǎn)鏡的圖像上疊加上暗物質(zhì)的位置信息(即圖中的藍(lán)色物質(zhì))。科爾說:“使用其它方法,研究者只能通過很多觀測(cè)數(shù)據(jù)去拼湊一個(gè)暗物質(zhì) 的質(zhì)量分布情況,找出一種最符合觀測(cè)數(shù)據(jù)的分布模型,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(cè)和拼湊! |