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科学家绘出超大尺度宇宙暗物质图像

时间: 2015年04月14日 | 作者: | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
最新研究对数亿光年范围内的暗物质进行了成像。

图片来源:Dark Energy Survey

图中,黄色与红色区域代表暗物质,蓝色代表没有暗物质的空旷区域,黑色圆圈代表星系。

 

通过观察引力对光产生的效应,宇宙学家首次绘制出我们宇宙中最大尺度的暗物质图像。

 

这一结果是在正在举行的美国物理学会四月会议上,由瑞士联邦理工学院的Chihway Chang宣布的。该图像包含了200万个星系,范围超过几亿光年,也即将在《英国皇家天文学会每月通报》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上发表。

 

在我们宇宙中,暗物质的含量大约比可见物质高5倍。虽然我们看不见它们,但它们可以使时空产生弯曲,因而可以被探测到。如果高浓度的暗物质聚集在星系之前,它们会使星系发出的光弯曲,进而我们得到星系的图像也是扭曲的。这一效应被称为“弱引力透镜”效应,之前人们已经用它来研究单个星系团中的暗物质,但范围如此广大的研究还是第一次。

 

科学家们使用的是位于智利的托洛洛山美洲际天文台中的布兰科望远镜(Victor M. Blanco telescope),它有一个5.7亿像素的摄像头。研究人员拍摄了南方天空中的200万个星系,在最遥远的星系图像中捕捉到细微的形状扭曲信息,最终对它们前方的暗物质进行成像。

 

观测结果与现在宇宙学的标准理论模型完全一致:即暗物质是大尺度宇宙结构的主要驱动者。Chang表示,他们发现了一些真正的大尺度结构,离我们大约1亿光年,这在图上表现为大块的空洞(蓝色区域)和暗物质的超大团簇(红色区域)。他们将通过后续的研究来确认这些结构是不是真正的宇宙结构。

 

这张图像虽然尺度已经非常大了,但它其实只包含了整个计划中3%的区域。这个计划被称为“暗能量巡天”(the Dark Energy Survey),预计在2018年结束。它的最终目标,是通过精确测量暗物质的分布,最终对暗能量进行测量,后者是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。

 

由暗物质引起的引力透镜效应不仅可以通过遥远星系发出的光来探测,也可以通过宇宙最古老的光——宇宙微波背景辐射来观测。在发表于4月13日的一项研究中,研究者用同样位于智利的阿塔卡玛宇宙望远镜测量了宇宙微波背景辐射中出现的扭曲效应,从而绘制了大约12000个星系范围的暗物质图像。(来自《自然》,丁家琦翻译)

 

原文链接:

http://www.nature.com/news/dark-matter-mapped-at-cosmic-scale-1.17311

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