迄今为止最清晰、最详细的暗物质分布图
【搜狐科学消息】据美国《连线》网11月17日报道，天文学家借助“哈勃”太空望远镜和宇宙引力透镜效应，成功地绘制了一个巨型星系团中暗物质精确分布图，这是迄今为止最清晰、最详细的暗物质分布图。他们的这一结果已经发表于11月10日出版的《天体物理学报》上。
在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。科学家们之所以知道宇宙中存在暗物质，并不是因为他们"看见"了暗物质，而完全是通过看不见的暗物质对可见物质施加的引力影响间接地得知宇宙中有大量暗物质的存在。据说，暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。除了引力作用之外，暗物质和"常规"物质不发生任何相互作用。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4％，暗物质占了宇宙的23%，还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。
当暗物质聚集成簇时，会产生巨大的引力作用，使其背后遥远星系发出的光线在经过其附近时发生弯曲，从而形成类似透镜的效应，这称为"引力透镜效应"，因此星系在被观测时产生多种多样扭曲且大幅放大的图像，就像观看哈哈镜中的影像。如果星系团的重力只来自于可见的星系，那么透镜扭曲的效果要弱得多。天文学家通过研究这些扭曲的图像，可以估测星系团中暗物质的数量。
到目前为止，天文学家们还无法得知星系团中暗物质具体存在于哪些位置。但是这次不同，美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的天文学家丹•科尔(Dan Coe)领导的一个研究小组利用“哈勃”高级观测相机绘制了巨大星系团“埃布尔1689”（Abell 1689）中暗物质分布的具体位置。据悉，阿贝尔1689星系团距离地球22亿光年，含有大约1000个星系和10000亿颗恒星。
该研究小组通过对比哈勃的图像和之前的观测数据，从中挑选出了42个不同背景星系的135张不同照片。科尔在一次新闻发布会上表示：“该星系团主要来自暗物质的重力就像一个宇宙放大镜，折射并放大了它后面的遥远星系的光亮。我们对阿贝尔1689星系团的内部质量进行排布，以便找到某种质量分布模式，在这种模式下将产生我们所观测到的背景星系引力透镜效应。”
研究人员在哈勃望远镜的图像上叠加上暗物质的位置信息(即图中的蓝色物质)。科尔说：“使用其它方法，研究者只能通过很多观测数据去拼凑一个暗物质的质量分布情况，找出一种最符合观测数据的分布模型，但如果使用我们的方法，研究者将可以直接获得暗物质的质量分布图，而不必去猜测和拼凑。”
研究结果表明，阿贝尔1689星系团中的暗物质量要比先前研究人员们根据其星系规模做出的估算值要高。这一多出的物质量说明星系团在宇宙早期形成的年代要早于天文学家们原先的估计，而是在暗能量的推力阻止它们膨胀之前就形成了。据悉，暗能量是宇宙中一种神秘的力量，可对抗暗物质的引力作用。暗能量通过拉开星系之间的距离，让它们远离彼此，从而防止被称为星系团的特大结构体形成。天文学家探究这种角力的方法之一是，绘制暗物质在星系团中的分布图。科尔说：“因此星系团要达到我们现在所看到的规模，开始形成的时间必须比原先预计的早上百亿年。在早期宇宙中，宇宙空间更小，暗物质的密度也更高。阿贝尔1689星系团似乎在诞生初期就聚集了大量周遭的物质。这个星系团携带着这些暗物质经历了它的成年期，最终呈现出我们现在所看到的样子。”
现在科学家们需要更多的数据，因此他们建立了一个项目叫做CLASH（Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble），在接下来的三年时间里，科学家们将通过哈勃望远镜寻找25个星系团。(尚力)
(责任编辑：罗园)
