期刊導航
在遙遠的星系深處發現潛伏的神秘黑暗團
在引力探測的驚人壯舉中，天文學家發現了一個神秘、致密的看不見物質斑塊，嵌入在一個星系中，該星系的光需要 73 億年才能到達我們。
這個斑點到底是什么目前是一個懸而未決的問題，但就它被檢測到的距離而言，它絕對是微小的——大約是太陽質量的一百萬倍。這是根據重力在很長的宇宙距離上發現的最小物體，大約是 100 倍。
“這是我們已知的質量最低的物體，有兩個數量級，可以通過其引力效應在宇宙學距離處探測到。”天體物理學家德文·鮑威爾 （Devon Powell） 領導的團隊解釋道在德國馬克斯·普朗克天體物理研究所。
“這項工作證明了使用引力成像探測遠遠超出我們本地宇宙的百萬太陽質量狀態的觀測可行性。”
根據我們對宇宙的觀察，有一種東西不發光，只通過引力與宇宙的其他部分相互作用。
我們稱之為某種東西暗物質，對于它可能是什么，有幾種候選解釋。物質的一致性——無論是光滑的還是塊狀的——都可以幫助科學家縮小范圍。然而，由于暗物質不發光，因此繪制其分布圖具有挑戰性。
這把我們帶到了重力。宇宙中所有有質量的東西都會導致時空圍繞它彎曲——質量越大，時空曲率就越大。想象一下，比如說，將一個保齡球放在蹦床上。如果你在拉伸的蹦床墊上滾動彈珠，它會沿著保齡球周圍的彎曲路徑行駛。
現在想象一下保齡球是一個星系，而彈珠是一個光子。來自遙遠星系的光子集合在時空中傳播，被更近的星系（保齡球）的引力扭曲，將被拉伸、扭曲和放大到達我們手中。這就是我們所說的引力透鏡。
這些鏡頭是研究遙遠宇宙的絕佳工具，因為它們以技術無法做到的方式放大深空。但天文學家也可以利用這種拉伸和扭曲的遠光來繪制前景透鏡中物質的分布圖。
這就是鮑威爾和他的同事們開始做的事情，他們使用廣泛的望遠鏡網絡，包括格林班克望遠鏡、甚長基線陣列和歐洲甚長基線干涉網絡，來定位一個著名的引力透鏡系統，稱為JVAS B1938+666.
該系統由一個光行時間約為 73 億年的前景星系和一個光行時間約為 105 億年的更遙遠的星系組成，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;在那個涂抹的弧線中，研究人員發現了一個被擠壓的酒窩。研究人員確定，這種夾子不可能僅由透鏡星系造成。相反，罪魁禍首必須是一團質量，這是在 26 西格瑪的置信度下做出的。
“從第一張高分辨率圖像開始，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，”天文學家約翰·麥基恩說荷蘭格羅寧根大學。
“只有我們和遙遠的射電星系之間的另一小團質量會導致這種情況。”
該質量不發光——不發出光學、無線電或紅外波長的光。它要么完全黑暗，要么太暗而看不見。這意味著它可能有多種情況。主要候選者是一團暗物質或矮星系，它們發出的光太少，我們無法檢測到。
目前任何一種選擇都是合理的，需要進一步的研究工作來確定罪魁禍首的身份。
“鑒于我們數據的敏感性，我們期望至少發現一個暗物體，因此我們的發現與所謂的'冷暗物質理論'一致，我們對星系如何形成的大部分理解都是基于該理論。”鮑威爾說.
“找到一個后，現在的問題是我們是否能找到更多，以及它們的數量是否仍然與模型一致。”
研究結果已在發表的配套論文中詳細介紹自然天文學和英國皇家天文學會月刊.
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