在遙遠(yuǎn)的星系深處發(fā)現(xiàn)潛伏的神秘黑暗團(tuán)

在引力探測(cè)的驚人壯舉中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神秘、致密的看不見(jiàn)物質(zhì)斑塊，嵌入在一個(gè)星系中，該星系的光需要 73 億年才能到達(dá)我們。

這個(gè)斑點(diǎn)到底是什么目前是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題，但就它被檢測(cè)到的距離而言，它絕對(duì)是微小的——大約是太陽(yáng)質(zhì)量的一百萬(wàn)倍。這是根據(jù)重力在很長(zhǎng)的宇宙距離上發(fā)現(xiàn)的最小物體，大約是 100 倍。

“這是我們已知的質(zhì)量最低的物體，有兩個(gè)數(shù)量級(jí)，可以通過(guò)其引力效應(yīng)在宇宙學(xué)距離處探測(cè)到?！?a>天體物理學(xué)家德文·鮑威爾 （Devon Powell） 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)解釋道在德國(guó)馬克斯·普朗克天體物理研究所。

“這項(xiàng)工作證明了使用引力成像探測(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們本地宇宙的百萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量狀態(tài)的觀測(cè)可行性。”

相關(guān)：以前所未有的方式在太空中繪制神秘的暗物質(zhì)地圖

根據(jù)我們對(duì)宇宙的觀察，有一種東西不發(fā)光，只通過(guò)引力與宇宙的其他部分相互作用。

我們稱(chēng)之為某種東西暗物質(zhì)，對(duì)于它可能是什么，有幾種候選解釋。物質(zhì)的一致性——無(wú)論是光滑的還是塊狀的——都可以幫助科學(xué)家縮小范圍。然而，由于暗物質(zhì)不發(fā)光，因此繪制其分布圖具有挑戰(zhàn)性。

這把我們帶到了重力。宇宙中所有有質(zhì)量的東西都會(huì)導(dǎo)致時(shí)空圍繞它彎曲——質(zhì)量越大，時(shí)空曲率就越大。想象一下，比如說(shuō)，將一個(gè)保齡球放在蹦床上。如果你在拉伸的蹦床墊上滾動(dòng)彈珠，它會(huì)沿著保齡球周?chē)膹澢窂叫旭偂?/p>

現(xiàn)在想象一下保齡球是一個(gè)星系，而彈珠是一個(gè)光子。來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的光子集合在時(shí)空中傳播，被更近的星系（保齡球）的引力扭曲，將被拉伸、扭曲和放大到達(dá)我們手中。這就是我們所說(shuō)的引力透鏡。

這些鏡頭是研究遙遠(yuǎn)宇宙的絕佳工具，因?yàn)樗鼈円约夹g(shù)無(wú)法做到的方式放大深空。但天文學(xué)家也可以利用這種拉伸和扭曲的遠(yuǎn)光來(lái)繪制前景透鏡中物質(zhì)的分布圖。

這就是鮑威爾和他的同事們開(kāi)始做的事情，他們使用廣泛的望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)，包括格林班克望遠(yuǎn)鏡、甚長(zhǎng)基線陣列和歐洲甚長(zhǎng)基線干涉網(wǎng)絡(luò)，來(lái)定位一個(gè)著名的引力透鏡系統(tǒng)，稱(chēng)為JVAS B1938+666.

該系統(tǒng)由一個(gè)光行時(shí)間約為 73 億年的前景星系和一個(gè)光行時(shí)間約為 105 億年的更遙遠(yuǎn)的星系組成，其光被前景星系拉伸并增加了四倍。

透鏡星系的圖像之一是明亮的、涂抹的光弧;在那個(gè)涂抹的弧線中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)被擠壓的酒窩。研究人員確定，這種夾子不可能僅由透鏡星系造成。相反，罪魁禍?zhǔn)妆仨毷且粓F(tuán)質(zhì)量，這是在 26 西格瑪?shù)闹眯哦认伦龀龅摹?/p>

“從第一張高分辨率圖像開(kāi)始，我們立即觀察到引力弧變窄，這是我們正在接近某事的明顯跡象，”天文學(xué)家約翰·麥基恩說(shuō)荷蘭格羅寧根大學(xué)。

“只有我們和遙遠(yuǎn)的射電星系之間的另一小團(tuán)質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致這種情況?！?/p>

該質(zhì)量不發(fā)光——不發(fā)出光學(xué)、無(wú)線電或紅外波長(zhǎng)的光。它要么完全黑暗，要么太暗而看不見(jiàn)。這意味著它可能有多種情況。主要候選者是一團(tuán)暗物質(zhì)或矮星系，它們發(fā)出的光太少，我們無(wú)法檢測(cè)到。

目前任何一種選擇都是合理的，需要進(jìn)一步的研究工作來(lái)確定罪魁禍?zhǔn)椎纳矸荨?/p>

“鑒于我們數(shù)據(jù)的敏感性，我們期望至少發(fā)現(xiàn)一個(gè)暗物體，因此我們的發(fā)現(xiàn)與所謂的'冷暗物質(zhì)理論'一致，我們對(duì)星系如何形成的大部分理解都是基于該理論。”鮑威爾說(shuō).

“找到一個(gè)后，現(xiàn)在的問(wèn)題是我們是否能找到更多，以及它們的數(shù)量是否仍然與模型一致?！?/p>

研究結(jié)果已在發(fā)表的配套論文中詳細(xì)介紹自然天文學(xué)和英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊.

寶寶起名 起名