
最近发表在《天体物理学杂志》上的一项研究,以前所未有的精细程度揭示了暗物质的分布情况,范围可达3万光年。这一观察结果为暗物质的特性提供了更为明确的约束。
暗物质是宇宙中占主导地位的神秘物质,虽然它不可见,但我们可以通过其引力效应来推测其存在。由于暗物质从未在实验室中被直接分离,研究人员只能依赖“自然实验”来进行相关研究。
引力透镜是一种自然实验的例子。在某些情况下,地球上观察到的两个宇宙物体可能会恰好位于同一视线中。当这种情况发生时,前景物体周围的物质会导致空间的曲率,像透镜一样弯曲来自背景物体的光线,从而形成多个图像。然而,由于在自然实验中很难以高分辨率探测到小于星系的暗物质团块,因此暗物质的具体性质一直难以明确。
由日本近畿大学的Kaiki Taro Inoue教授领导的研究团队,利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)对名为MG J0414+0534的引力透镜系统进行了研究。在这个系统中,前景物体由于引力作用,形成了背景物体的四个图像,而不是仅仅一个图像,这一现象是由大质量星系对光的引力影响所致。
借助于弯曲效应和新的数据分析技术,研究团队能够以比以往更高的分辨率探测到沿视线方向的暗物质分布波动,分辨率低至3万光年。
观测到的分布所提供的新约束与缓慢移动或“冷”暗物质粒子的模型相一致。
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