科学家首次获得暗物质“桥”图像:连接不同星系

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发布日期:2017年04月18日 所属分类:天文

近日,天文学家获得了第一张连接星系的暗物质“桥梁”图像。此前科学家一直推测宇宙中存在这样一张“暗物质网”,但都无法对其进行观测。这张合成图片整合了超过23000对星系的观测结果,揭示出星系之间存在的暗物质纤维状“桥梁”。

科学家首次获得暗物质“桥”图像:连接不同星系

这张合成图片整合了超过23000对星系的观测结果,揭示出星系之间存在的暗物质纤维状“桥梁”。这张假彩色图片中,白色区域代表着明亮的星系,而暗物质“桥”则以红色显示。

利用加法夏望远镜(全称为加拿大-法国-夏威夷望远镜,缩写为CFHT)多年巡天观测中获得的图像,加拿大滑铁卢大学的研究人员对弱引力透镜效应进行了测量。

在引力作用下,巨大的星系或星系团会使来自更遥远星系的光线出现弯折,这一效应被称为引力透镜。这是因为巨大的物体会使周围的时空弯曲,使光线以不同的路径传播。爱因斯坦在广义相对论中首次阐述了这一效应。因为引力透镜效应的存在,我们往往会得到高度放大,但又严重扭曲的图像。

在某个观测不到的物体,比如行星、黑洞或暗物质的影响下,弱引力透镜效应会使遥远的星系看起来像是被扭曲。尽管天文学家认为宇宙的约27%由暗物质组成,但由于暗物质不会吸收和反射光线,因此无法直接被望远镜观测到。不过,通过暗物质与可见物质的相互作用——主要为引力效应,科学家可以推论出暗物质的存在。

研究人员对距离地球45亿光年之外,成千上万对星系的引力透镜图像进行了整合,揭示出星系间存在的暗物质。据研究团队介绍,这一成果是暗物质探测中非常重要的一步。

科学家首次获得暗物质“桥”图像:连接不同星系

由于暗物质不会吸收和反射光线,因此无法直接被望远镜观测到。

“几十年来,研究者一直语言星系之间存在暗物质纤维,这些纤维组成了网状的超结构,将星系连接在一起,”天文学教授迈克·哈德森(Mike Hudson)说,“这张图片使我们突破了预言,回到了某种我们可以观察和测量的东西上。”

这张合成图片首次显示了这张“暗物质网”。“在一间完全黑暗的屋子里打开手电筒,你只会看到手电筒在发光,”欧洲空间局解释道,“这并不能说明你所在的屋子不存在。类似的,我们知道暗物质的存在,但从未直接观测到它。”

天文学家认为,暗物质就像是一种引力“胶水”,使各个星系连接在一起。据推测,我们所处的宇宙中,只有5%是由我们已知的物质,如原子和亚原子粒子所组成的。

在这张假彩色图片中,白色区域代表着明亮的星系,而暗物质“桥”则以红色显示。天文学家不仅对这一现象进行了绘图,他们还发现,彼此距离小于4000万光年的星系之间,其暗物质“桥”的强度最大。

“利用这一技术,我们不仅能够看到宇宙中存在的这些暗物质纤维结构,”共同作者塞斯·埃普斯(Seth Epps)说,“而且还可以看到这些纤维结构将星系连接到什么样的程度。”(新浪科技/任天)

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