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哈勃望远镜探测已知最小暗物质质量的证据
2020-01-13 07:03:51
来源:文章来源于网络

暗物质是宇宙中大量存在的神秘物质。暗物质与常规物质之比为五比一。以前的理论预测暗物质可能会形成较小的质量。现在,哈勃观测首次发现了这些小质量的证据,增加了当时盛行的暗物质假说。

自上世纪30年代以来,暗物质一直是我们理解宇宙的一个关键部分,当时天文学家发现星系团的运动方式表明它们的重量比它们应该的要重得多。然而,很难找到这些东西,因为它们只能通过重力与正常物质相互作用--这意味着我们看不见、听不到、闻不到或尝不到它们。然而,我们可以看到它对周围环境的影响,暗物质被认为在我们所知道的宇宙形成过程中起着至关重要的作用。

由于其强大的引力,无论暗物质在何处沉积,它都会吸引到常规物质。如果在这一点上聚集足够多的物质,它最终会变得如此致密,以至于它会崩塌,从而形成热和压力形成的恒星。当它们聚集在一起时,整个星系和星系团就会诞生在一个巨大的暗物质云中。

这个故事的版本(迄今为止被广泛接受)依赖于暗物质的冷态,它的移动速度相对较慢。虽然有大量证据表明这些巨大的暗物质云将星系结合在一起,但这一理论也表明,神秘的暗物质应该形成更小的团块。然而,到目前为止,还没有找到这样的证据。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)和加州大学加州大学(UCLA)的研究人员发现,暗物质团块与客机的质量大致相同。

暗物质比我们要冷得多,哈勃太空望远镜的负责人阿纳尼伦伯格说。天文学家以前曾进行过其他关于暗物质理论的观测实验,但我们的证据提供了迄今为止仍然存在的小块冷暗物质的最有力证据。通过将最新的理论预测、统计工具和新哈勃观测相结合,我们现在有了比以往任何时候都更可靠的结果。

为此,他们研究了八个类星体——在黑洞周围形成的明亮的物体,它们积极吸收灰尘——使用一种叫做引力透镜的技术。在这种情况下,远处的物体是大约100亿光年远的类星体,而距离较近的天体是大约20亿光年远的大型星系。星系分离光,所以每个类星体出现四次。

然后,研究人员可以分析这些扭曲现象,并将它们与消除暗物质效应的预期结果进行比较。这样做,研究小组就能够计算出似乎位于地球和类星体之间以及星系内部和周围的每一块暗物质的质量。

假设这八个星系中的每一个都是一个巨大的放大镜,这项研究的研究员丹尼尔·吉尔曼(DanielGilman)说。

研究小组说,这项研究首次证实了对冷暗物质理论的重大预测。这有助于提高该理论的可信度,并消除了描述这些内容的替代理论的必要性。它还可能有助于理解暗物质粒子的性质,从而缩小候选人的范围,这些候选人的候选人在正在进行的搜索中被直接检测到。

这项研究是在本周的美国天文学会议上提出的。