测量暗物质分布的方法可能被找到,光与暗物质之间联系是什么?

    来源: 赢家娱乐

      暗能量调查为新兴的暗物质测量方法找到了新的证据。科学家可能已经找到了另一种测量暗物质分布的方法。令人惊讶的发现是,来自暗能量调查的物理学家宣布了有关光与暗物质之间联系的新证据。

      这项研究聚焦于星系团内的光,这是一种在星系团内部发现的微弱光。科学家认为这种光可能提供了一种测量暗物质的新方法——暗物质是一种神秘的物质形式,望远镜看不见,但被认为是宇宙中绝大多数物质的来源。暗物质由什么组成是现代宇宙学的主要谜团之一。

      “仅仅测量团内光本身就相当令人兴奋。领导这项研究的卡弗利宇宙物理研究所和费米国家加速器实验室的天体物理学家张媛媛说。

      她指出,由于费米实验室主持的“暗能量调查”(Dark Energy Survey)获得了大量数据,这是国际上为绘制天空并了解宇宙结构所做的努力,因此他们能够找到相关性。自2019年观察得出结论以来,科学家一直在仔细研究其收集的数据,寻找模式。

    测量暗物质分布的方法

      该研究团队最初专注于测量集群内部的光线。长期以来,人们一直怀疑团内光可能是星系团的一个重要组成部分,但它的微弱使得它很难测量。没有人知道它在星系团中扩散了多少,扩散到什么程度。它的来源似乎是流氓恒星,那些不受任何星系引力约束的恒星。

      大多数天体物理学家在星系团的中心测量星系团内的光,在那里它是最亮和最丰富的。张说:“我们离星系团的中心很远,那里的光线真的很微弱。”

      这些发现表明,集群内部的光既反射了星系团的总质量,又可能反射了暗物质的分布。

      暗物质占宇宙中大多数物质的一部分,但是望远镜看不到它,因此科学家只知道它与由质子,中子和电子组成的正常物质有很大不同,质子,中子和电子占主导地位。我们只知道它存在是因为它对我们所看到的事物(如恒星和星系)产生了引力作用 。

      该小组使用了一种称为弱引力透镜的技术来绘制星系团质量(包括暗物质)的分布图。然后他们将其与集群内光线的径向分布进行了比较,当你离开星团中心时,光线如何变化。

      “在观测上,我们证实了团内光是暗物质的一种很好的径向示踪剂。这意味着在团内光相对明亮的地方,暗物质相对密集,”张说。

      “在观测上,我们证实了团内光是暗物质的一种很好的径向示踪剂。这意味着在团内光相对明亮的地方,暗物质相对密集。”张说。

    测量暗物质分布的方法

      为了获得更多的洞察力,该团队使用复杂的计算机模拟来研究团内光和暗物质之间的关系。奇怪的是,他们发现模拟中两种现象之间的径向剖面与观测数据不一致。巴西里约热内卢国家天文台的桑帕约·桑托斯说,在模拟中,“星系团内的光径向轮廓不是追踪暗物质的最佳组成部分”。

      张指出:“现在说到底是什么导致了观察和模拟之间的冲突还为时过早。”

      “如果模拟不正确,这可能意味着模拟的团内光产生的时间与观测值略有不同。模拟恒星没有足够的时间四处游荡,开始追踪暗物质,”她说。

      桑帕约·桑托斯(Sampaio-Santos)指出,进一步的研究可能会对银河星团内部发生的动力学产生深刻见解,包括在重力作用下释放其某些恒星的相互作用,从而使它们能够四处游荡。

      他说:“我计划研究团内光和放松的效果。” 例如,一些集群已经合并在一起。与松弛的群集相比,这些合并的群集应具有不同的群集内光属性。

      研究小组测得的团簇内光线比暗能量调查科学家通常尝试的要暗大约一百到一千倍。这意味着团队必须处理信号中的大量噪声和污染。

      为了获得更大的图像并消除噪音,暗能量调查小组在第一次研究中统计平均约300个星系团,在第二次研究中超过500个星系团。它们都离地球几十亿光年。

      从每个群集的噪声中挑出信号需要大量数据。集群内的光测量探针距离地球的距离高达33亿光年。在未来的研究中,Zhang想研究集群内光的红移演化——它如何随着宇宙时间而变化。

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