星系的暗物質暈邊界?暗能量巡天帶來星系的新形象
暗物質是宇宙裡面一種神秘的物質,它佔據了宇宙物質成分80%的質量,然而依然沒有被真正的探測到。天文學家和宇宙學家則只能通過它們的引力效應來推測其存在。
星系旋轉曲線表明星系的質量分布遠大於可見的明亮恆星的分布
當代天文學觀測發現,星系的旋轉曲線表明,星系的質量遠遠多餘能夠用望遠鏡看到的明亮部分,這意味這大型的星系或者星系團都有一個暗物質的暈。這個暗物質的暈的範圍比星系裡面的明亮的恆星邊界要大上幾十倍,其質量也遠遠大於星系的可見部分,明亮的星系就包裹在這個看不到的暗物質霧霾裡面。
我們的銀河系被巨大的暗物質暈所包圍
在星系裡面,明亮的恆星通常會形成一個漂亮的碟形,然而,暗物質暈並不是這樣。它更像一個球,如果暗物質是粒子的話,它們就像一群亂飛的蜜蜂,其速度用來對抗向內拉扯的引力。
星系的暗物質暈的引力會將外部的物質拉進來,物質被越拉越近,也越來越快,這是能量守恆的要求,它們的引力勢能減少了,動能相應增加。然而,一旦這些外部的物質被拉入暗物質暈內部,它們會改變方向,並開始環繞星系中心運動,天文學家稱這個效應為"閃回"。由於閃回效應的存在,拉進來的物質減慢速度,並在暗物質暈的邊界處大量堆積,而邊界之外的質量密度非常低,這意味著暗物質暈有一個非常清晰的邊界。
子彈星系團,其引力中心和明亮物質中心不重合
美國的天文學家們使用了了暗能量巡天項目的觀測數據進行研究。他們根據引力透鏡效應,即質量分布對光線傳播的影響來構建星系的質量分布。這個方法比較難,需要大量數據。目前科學家已經基於第一年的數據進行了研究,更多的數據有助於提高研究的精度。這個研究也能夠對暗物質粒子之間的相互作用進行限制,因為它們影響著發生閃回的位置,也就是暗物質暈的邊界之所在。
宇宙中的物質分布會影響光線的傳播,即引力透鏡效應
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