新研究發布暗物質前所未有的新細節
- 上版日期:112-09-10
神秘的暗物質佔宇宙中物質的絕大部分,由於不可見,亦無法從實驗室中分離出來,因此研究人員僅能依靠「自然實驗」如重力效應來研究它。有時由於隨機的因緣巧合,從地球上看出去,宇宙中不同距離的兩個物體會剛好位於同一視線上,當這種情況發生時,前景天體周圍的物質所造成的空間曲率就會像透鏡一樣,使來自背景天體的光線路徑彎曲,從而形成透鏡影像。然而,這些影像在自然實驗下很難達到高解析度,讓我們足以探測質量小於星系的暗物質團塊,因此暗物質的確切性質一直難以確定。 由日本近畿大學(Kindai University)所領導的研究團隊使用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA),研究位於金牛座方向上名為MG J0414+0534的重力透鏡系統,在這個系統中,由於位於地球與其中間的大質量星系的重力作用,原本單個的背景天體因透鏡作用下形成4個影像。藉由這種透鏡現象及其創新的數據分析技術,研究人員能夠以前所未有的高解析率探測暗物質沿視線分布的波動,最小尺度可達30,000光年。這些觀測到的分佈與緩慢移動或「冷」暗物質粒子組成的理論模型一致,未來,該團隊計劃通過額外的觀察更深入地研究暗物質之謎。相關研究成果發表於《Astrophysical Journal》期刊上。(編譯/趙瑞青) 資料來源:PHYS.ORG圖說:重力透鏡系統MG J0414+0534中的暗物質波動。淡藍色代表ALMA觀測到的重力透鏡影像;橙色代表計算出的暗物質分佈。較亮區域表示暗物質濃度較高,暗橙色區域表示暗物質濃度較低。圖片來源:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), K. T. Inoue et al.
圖說:重力透鏡系統MG J0414+0534示意圖。與透鏡星系相關的暗物質以淡藍色和白色顯示;星系際空間中的暗物質以橙色顯示。實線表示無線電波因重力而彎曲的實際路徑;虛線表示透鏡影像成像位置。圖片來源: NAOJ, K. T. Inoue