星系团揭示出了暗物质的新知

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-03-01 22:57:28 | 作者:Melipal 译 | 来源:NASA | 浏览:2327次 ]

原文标题:Galaxy Clusters Reveal New Dark Matter Insights

作者:Elizabeth Landau   原文来自:NASA   Posted: 2016. 1. 25

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

暗物质是一种神秘的宇宙现象,占据了所有物质和能量的27%。虽然暗物质环绕着我们周围的一切,但我们无法看到它,也不能感知到它。不过科学家可以根据环绕在暗物质周围的普通物质的行为来推断暗物质的存在。

这张由NASA哈勃空间望远镜拍摄的新图像展示了一个巨型星系团——阿贝尔1689的内部区域。科学家称,我们如今所见的星系团是由早期宇宙中物质密度的涨落形成的。(图片提供:NASA/ESA/JPL-Caltech/Yale/CNRS)

由数千星系组成的星系团对于探索暗物质来说非常重要,原因是它们身居物质密度远高于平均的区域。科学家确信,星系团质量越大,其环境中的暗物质数量也就越多。但是新的研究说明,这其中的联系要比这复杂得多。

来自加州帕萨迪那(Pasadena)NASA喷气推进实验室的Hironao Miyatake说:“星系团就好像是我们宇宙中的大型城市。你可以从飞机上观察城市在夜间的灯光分布,并推测出它的大小。类似地,星系团也让我们认识到了不可见的暗物质的分布情况。”

Miyatake领导的一项发表在《物理评论通信》杂志上的新研究说明,星系团的内部结构。与周围的暗物质环境有关。这是我们第一次找到了星系团质量之外与周边暗物质相关的一个性质。

这两张由斯隆数字巡天DR8星系目录提供的星系团对比图展示了一个弥散的星系团(左图)以及一个更为致密的星系团(右图)。一项新的研究说明,这其中的差异与周围的暗物质环境有关。(图片提供:Sloan Digital Sky Survey)

研究者分析了斯隆数字巡天DR8星系目录中的大约9000个星系团,并根据其内部结构将它们分成两组。其中的一组是团中成员星系分布得更为弥散的星系团,另一组是成员星系分布更为紧凑的。科学家使用引力透镜技术来搜索星系团的引力对其他天体光线的弯曲效应,来证实这两组星系团的质量相近。

但当研究者将两组星系团进行对比时,他们发现了星系团分布的一个显著差异。通常两个星系团的彼此平均间距是1亿光年。但是在成员星系分布紧凑的星系团周围,邻近的星系团数量要比疏散星系团更少。换句话说,周围的暗物质环境决定了团中星系分布的紧凑程度。

Miyatake说:“这个差别是星系团集合形成环境中暗物质分布不同的产物。我们的结果说明,星系团与周围暗物质之间的联系不仅仅是通过星系团质量表现出来的,这一点还反映在了它的形成历史中。”

研究的合作者、来自新泽西州普林斯顿大学的天文学教授David Spergel补充道:“先前的观测研究说明,星系团的质量是决定其全局性质的最重要因素。我们的工作表明,‘年龄也是问题’:较年轻的星系团与较老的星系团生活在不同的大尺度暗物质环境中。”

这一结果与主流宇宙起源理论的预言相符。在所谓的宇宙暴涨事件(大爆炸后为期不足万亿分之一秒的阶段)之后,空间中的能量分布存在微小的变化,这就是量子涨落。这样的变化随后会诱发物质的非均匀分布。科学家称,如今我们看到的星系团是由早期宇宙中物质密度分布涨落产生的。

Miyatake说:“星系团内部结构与周边暗物质分布之间的联系是宇宙年龄不足1秒时形成的初始密度涨落自然的产物。”

研究者将继续探索这样的联系。

Miyatake说:“星系团是窥视宇宙之谜的重要窗口。通过对它们进行研究,我们可以了更多关于宇宙大尺度结构演化与早期历史的信息,还有暗物质和暗能量相关的线索。”

(全文完)

Tags:星系团 暗物质

责任编辑:Melipal

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