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哈勃新图像中微弱的星光让天文学家“看到”暗物质

了解天文学家如何利用哈勃太空望远镜中的星系团内光来绘制星系团中暗物质的分布图。

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星系团 Abell S1063 中的星系团内光(蓝色)。一项新技术利用哈勃拍摄的星系团内光来绘制和研究暗物质的分布。图片来源:NASA、ESA 和 M. Montes(澳大利亚新南威尔士大学)

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两位天文学家已经设计出一种方法,让他们能够“看见”来自流浪恒星的暗物质。这对组合展示了如何利用哈勃太空望远镜拍摄的微弱星光图像来绘制星系团中暗物质的分布图。这种新颖的技术最终有助于探索暗物质的本质。

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暗物质仍然是现代科学的一大谜团。暗物质是一种理论上的物质形式,被认为构成了宇宙中所有物质的约 85%。由于暗物质不吸收、不反射、也不发射光,因此很难被发现。事实上,它从未被直接观测到,甚至有人质疑它是否存在。

然而,这种新方法允许天文学家利用所谓的星系团内光来探测星系团中的暗物质。星系团内光是由星系之间相互作用产生的微弱星光。当星系相互作用时,它们的恒星可能会被撕裂,自由地漂浮在整个星系团中。

“就我们目前的技术水平而言,这些恒星的分布与暗物质的分布是相同的,”该研究的主要作者、新南威尔士大学的 Mireia Montes 在一份声明中说道。

由于星系团内光与这些星系团中的暗物质对齐,因此它允许天文学家看到暗物质是如何分布的。在这项研究中,这对天文学家使用了Frontier Fields 哈勃太空望远镜项目的数据。这项研究发表在《皇家天文学会月报》上。

“看见”暗物质

“我们找到了一种‘看见’暗物质的方法。我们发现,星系团中非常微弱的光,也就是星系团内光,描绘了暗物质的分布图,” Montes 谈到这项新方法时说道。

绘制暗物质分布的其他方法是利用引力透镜——这是一种利用位于光源和观测者之间物质弯曲的光的技术。但是,引力透镜需要精确的透镜和耗时的光谱分析,而这项新技术只需要深空成像。因此,设计这项新技术的天文学家表示,它将成为绘制和研究星系团更有效的工具。

除了提供一种有效的方法让天文学家绘制暗物质的分布图外,这项新研究还为更好地探索暗物质本身的本质提供了机会。例如,暗物质似乎只通过引力与普通物质相互作用。但是,如果使用这种方法的科学家发现暗物质的分布实际上与漂浮的星光不同,那可能意味着暗物质是自相互作用的。这将显著改变我们对暗物质、它可能是什么以及它是如何运作的现有理解。

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