暗物质很可能与普通物质发生交互:仅通过重力作用

2018-04-20 23:22新浪科技 (叶倾城)

据国外媒体报道,近年来,暗物质使科学家们陷入一场疯狂的“科学追逐”。最新、更精确的星系碰撞测量结果表明,这种神秘物质可能仅通过重力作用,其自身与普通物质发生交互反应。

▲图中显示艾贝尔3827星系团中的四个中心星系,蓝色区域是哈勃太空望远镜观测的紫外线部分,红色区域是ALMA望远镜观测的红外线部分。在这些波长范围内,科学家可以确定星系团背景星系在多大程度上被正常物质和暗物质扭曲。

暗物质占宇宙含量的27%,但是科学家对于暗物质的真实性仍然了解甚少。暗物质不会释放,或者反射光线,因此很难进行研究。然而,暗物质的引力可使光的路径弯曲,这一现象被称为“引力透镜效应(gravitational lensing)”,可使天文学家勘测查明宇宙区域存在的物质。

三年前,一支研究小组使用哈勃太空望远镜观测艾贝尔3827星系团中星系碰撞状况,艾贝尔3827星系团距离地球13亿光年。观测结果显示,碰撞星系的暗物质似乎在碰撞过程中与可见物质相抵消。科学家指出,观测结果暗示暗物质可能除了受引力作用之外,还受到其它作用力的影响。

该研究小组在最新研究中使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列望远镜(ALMA)对观测结果再次分析,ALMA望远镜能够采集到哈勃望远镜未观测到的细节:来自背景星系的扭曲红外光线。最新数据揭晓了此次星系碰撞过程中之前未被探测暗物质的位置。

研究报告合著作者、明尼苏达大学研究员利利娅·威廉姆斯(Liliya Williams)在一份声明中说:“我们使用ALMA望远镜而不是哈勃太空望远镜,能够拍摄到这个遥远星系更高分辨率图像,同时,暗物质的真实位置比之前观测更加清晰准确。”

最新图像表明,在碰撞过程中大多数星系的暗物质留在了它们的周围。这表明暗物质要么完全感受到重力影响,要么通过其它作用力产生微弱的交互作用,或者艾贝尔3827星系团朝向地球方向移动,在这种情况下,我们不期望看到暗物质出现任何侧面位移。如果是这样的话,暗物质就会在星系团前面或者后面移动,产生的偏移很难被发现。目前,这支研究小组将最新研究报告发布在4月6日英国利物浦召开为期一个星期的欧洲天文学和太空科学会议上。

全球各地天文学家继续观测宇宙空间,搜索发现暗物质本质的重要线索。在过去几年里,一些新的假说已形成,科学家使用计算机模型能够更好地验证解释暗物质。暗物质不同属性确实会留下一些明显的迹象。其中一个有趣的测试是暗物质交互作用会使暗物质团变得更加像球状,这是我们接下来要探索的事物。

这项最新研究报告发表在近期出版的《英国皇家天文学会月刊》上。

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