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宇宙学家发现暗物质丝状结构的可测量证据

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:15

    宇宙学家发现暗物质丝状结构的可测量证据

    阿贝尔222/223(Abell 222/223)的大尺度再现图。背景图像是三彩色复合SuprimeCam图像,基于8.2米口径昴星(Subaru)望远镜2001年10月15日(阿贝尔222)和2001年10月20日(阿贝尔223)观测数据绘制,该望远镜位于夏威夷莫纳亚克山。图像: 约尔格•迪特里希(Jörg Dietrich)。

    随着时间的推移,更多的研究成果出现,尽管还没有直接证据证明暗物质的存在,但越来越多的证据倾向于支持暗物质确有其物的理论。这些证据都来自于对其它现象的测量,一般涉及宇宙中物体之间无法为其它手段所解释的引力作用时。其中一个例子就是弱引力透镜的发生,即光经过大质量物体时发生弯曲。理论表明,在透镜效应发生但并无可探测物体作为明显致因之处,是暗物质在施加引力作用。我们所知的丝状体正是如此,连接超星系团的引力作用将它们束缚在一起。

    现在,约尔格•迪特里希(Jörg Dietrich)和他的同事在一个特定的超星系团中找到了透镜效应的一个可测量例子,其中的透镜效应不能归因于某一可见物体。他们的研究结果发表在《自然》杂志上。

    阿贝尔222/223是鲸鱼座的超星系团系统。它由两部分组成,分别是222和223,它们被气体云和其它不可见物质分开。在寻找早先研究中为了研究超星系团而搜集的望远镜数据时,迪特里希(Dietrich)和他的团队发现,当气体云背后的光穿过这两部分向我们传播时,会发生透镜效应。但经过仔细研究和数学分析,他们发现,引起这种程度的透镜效应需要很大质量的物质,而气体云中的可观测物质只能解释其中大约9%。因为该区域中别无它物,唯一可能的解释是,这是由丝状暗物质引起的。

    该研究的诸多结果倍加有趣:其一,它们加强了所有有关暗物质的理论;其二,这个团队不仅找到了展现暗物质一个例证的方法,而且以精确的方法给出暗物质丝的确切形状。后者作为测量透镜效应的方法,被应用于222和223之间的不同区域,呈现出不同程度的光线弯曲。这一方法能够奏效,是因为该超星系团坐落在一个相对我们特殊的位置上,能够近乎呈现出一个直视图。

    (环球科学邱晓琰)

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