觀察暗物質的新方法 基于哈勃收集的引力透鏡數據

由于暗物質“看不見、摸不著”，且不會與檢測設備發生相互作用，所以科學家們很難對它展開直接的研究。當前的理論是，暗物質占據了宇宙 85% 的質量，人類只能通過觀察引力的擾動去管中窺豹。近日，澳大利亞和西班牙的天文學家們，設計了一種新的方法 —— 借助 NASA / ESA 的哈勃太空望遠鏡捕獲的圖像，分析星系團中的微弱光線變化，從而“看到”暗物質。

天文學家借助微弱的星光，來繪制宇宙中最難以捉摸的暗物質分布。

星系團是一個巨大的，引力束縛的星系聚集體。地球所處的銀河系，就存在于一個被稱作 Laniakea 的超星系團，其中包含了數十萬個其它星系。

在一個星團中的天體，會相互作用。有時它們會被撕裂，自由地漂浮在星系團中。當這些“流浪者”自由穿過星團時，它們會發出微弱的“群內光線”(intracluster light)。

研究一作、來自澳大利亞新南威爾士大學的 Mireia Montes 表示：“我們發現星系團中極其微弱的暗中光線，映射了暗物質的分布情況”。

此前，天文學家曾借助‘引力透鏡’來評估星系團中的暗物質分布。盡管鏡頭在揭示其中暗物質的結構方面是有力的，但需要密集的觀察、且耗費大量的時間。

研究合著者、來自西班牙 Instituto de Astrofisica de Canarias 的 Ignacio Trujillo ，提出了只需借助要深空成像的新方法：

比如基于哈勃 Frontier Fields 項目提供的信息，就能夠準確地推斷出給定星系團中的暗物質特性。事實上，Montes 和 Trujillo 的設計方法的核心，就是基于引力透鏡效應。

此前的研究，已經分析過相同的六個星系團 —— 借助引力透鏡，研究它們的暗物質剖面。由此，Montes 和 Trujillo 可將“群內光線”的分布狀況，與早前的分析相互比較。

研究指出，‘群內光線’精確地伴隨著整個星系團的暗物質分布。在群集中自由漂浮的恒星，也具有與之完全相同的分布特點。

基于哈勃的“前沿領域”(Frontier Fields)和“布法羅”(Buffalo)項目，未來研究還將拓展到比這六個更大的星系團，對它們的邊緣展開進一步的觀測。

想要驗證這種觀測暗物質的新方法是否能夠成立，就在此一舉。

有關這項研究的詳情，應發表在近日出版的《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。原標題為：

《Intracluster light: a luminous tracer for dark matter in clusters of galaxies》