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天文學家公布首張暗物質地圖

2012/01/15 | | 標籤:

蘇格蘭愛丁堡大學(University of Edinburgh)天文學家Catherine Heymans和加拿大英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)Ludovic Van Waerbeke等人,首度公布觀測到的暗物質在大尺度空間中的分布圖,呈現在約10億多光年的空間中,由暗物質和星系所組成、錯綜複雜的宇宙網絡。

Heymans等人領導的計畫稱為「加-法-夏望遠鏡重力透鏡巡天計畫(Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey,CFHTLenS)」,主要分析分析加-法-夏望遠鏡宇宙遺寶巡天計畫(Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey)的觀測資料。他們分析了4個不同天區、共約1000萬個星系影像,研究這些星系所發出的輻射到地球之前,因受到大團暗物質「重力透鏡效應(gravitational lensing)」影響所造成的變形程度。這個巡天計畫前後執行了5年,利用廣角相機MegaCam進行拍攝,這個相機的視野廣達1度×1度,像素高達340百萬像素(Megapixel)。這個計畫中分析的星系大都位在離地球約60億光年遠的宇宙空間中,相當於大霹靂至今、一半的宇宙年齡之處。

The densest regions of the dark matter cosmic web host massive clusters of galaxies. Credit: Van Waerbeke, Heymans, and CFHTLens collaboration.暗物質這種東西,看不到,但可以「感覺」得到,因為它與一般物質有重力交互作用;從左圖中可見,暗物質最密集的地方,通常也是大型星系團所在之處。根據以前電腦模擬的結果,由於暗物質具有重力,不論朝向宇宙那個方向,暗物質都應該與一般物質一樣,會連結形成龐大的網絡結構;但是因迄今不瞭解暗物質的性質,無法直接偵測暗物質的分布,因此一直不確定這種理論預測是否正確。直到Heymans等人的研究工作,才首度證明這個論點的正確性。

Van Waerbeke表示:能利用這種時空扭曲的方式「看」到原本不可見的暗物質,真是太棒了!不過,瞭解暗物質分布,只是最初步的工作,接下來要瞭解暗物質性質,以及這些神秘物質與目前已知物理學的相關性,才是重點所在。

資料來源:2012.01.09

  1. Astronomers reach new frontiers of dark matter
  2. Astronomers Witness a Web of Dark Matter

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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