银河系内的微弱光晕照亮了暗物质

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根据昨天在线发表在皇家天文学会月刊上的一项研究，对哈勃星系图像的新观察可能是朝着照亮暗物质的难以捉摸的本质迈出的一步，暗物质是构成宇宙大部分的不可观察的物质。

利用哈勃过去对边境油田计划中六个大质量星系团的观测，天文学家证明了群内光 - 群中星系之间的漫射光 - 追踪暗物质的路径，比观察X射线的现有方法更准确地照射其分布光。

哈勃的强大灵敏度和分辨率在阿贝尔S1063集群中的无数星系中捕获了一种柔和的蓝色雾霾，称为集群内光。产生这种辉光的恒星已经从它们的星系中抛出。这些恒星现在过着孤独的生活，不再是星系的一部分，而是与整个星团的引力保持一致。天文学家发现，群内光与群集整体引力场中质量分布图的关联使其成为群集中隐形暗物质分布的良好指标。

内部光是星系之间相互作用的副产物，它们破坏了它们的结构; 在混乱中，个别恒星在其家庭星系中被抛出了引力系泊，以便与整个星团的重力图重新对齐。这也是绝大多数暗物质所在的地方。X射线光指示星系群碰撞的位置，但不表示星系的基础结构。这使得它成为一种不太精确的暗物质示踪剂。

“暗物质光是星系团中暗物质的优秀示踪剂的原因是暗物质和形成暗列光的这些恒星都是自由漂浮在星团本身的引力势上 - 所以它们正在完全跟随同样的严重性，“澳大利亚悉尼新南威尔士大学的Mireia Montes说，他是该研究的合着者。“我们已经找到了一种新的方法来查看暗物质的位置，因为你正在追踪完全相同的引力势。我们可以用微弱的光线照亮暗物质的位置。”

Montes还强调，不仅方法准确，而且它更有效率，因为它仅利用深度成像，而不是更复杂，时间密集的光谱技术。这意味着可以在更短的时间内研究更多的空间中的聚类和物体 - 这意味着更多潜在的证据表明暗物质是由什么组成的，以及它是如何表现的。

“这种方法使我们能够以统计的方式描述暗物质的最终性质，”蒙特斯说。

在其成员星系的明亮光线下，星系团MACS J0416.1-2403也发出一种柔和的星云内光，由不属于任何单个星系的恒星产生。很久以前，这些恒星分散在整个星团中，当时它们的星系被星团的引力撕裂了。无家可归者的星星最终与整个星团的引力保持一致。哈勃望远镜独特的灵敏度和分辨率捕捉微弱的光线，并用它来追踪隐形暗物质的位置，暗物质占据了星团的引力场。

研究报告的共同作者是西班牙特内里费岛加那利群岛天文学研究所的伊格纳西奥·特鲁希略，他与蒙特斯一起研究了内部光照多年，他说：“这项研究的想法是在观看原始的哈勃前线场图像时引发的。” 特鲁希略说：“哈勃前线战场以前所未有的清晰度展示了集群内的光线。图像令人鼓舞。” “尽管如此，我没想到结果会如此精确。对未来太空研究的影响非常令人兴奋。”

“天文学家使用修正的Hausdorff距离（MHD），一种用于形状匹配的度量，来测量群内光线轮廓与群集不同质量图的轮廓之间的相似性，这些轮廓作为数据的一部分提供。来自哈勃边疆战场项目，位于Mikulski太空望远镜档案馆（MAST）.MHD是两个子集相互之间距离的衡量标准.MDD值越小，两个点集越相似。该分析表明，哈勃前线场图像中的群内光分布与六个星系团的质量分布相比，与X射线发射相比更好，这是从钱德拉X射线天文台先进的CCD成像光谱仪（ACIS）的归档观察得出的。 。

除了这项初步研究，Montes和Trujillo看到了扩大研究的多种机会。首先，他们希望增加原始六个聚类中的观察半径，以查看跟踪精度的程度是否得以保持。他们的方法的另一个重要测试将是更多研究团队对其他星系团的观察和分析，以增加数据集并确认他们的发现。

天文学家们也期待将相同的技术应用于未来强大的太空望远镜，如詹姆斯韦伯太空望远镜和WFIRST，它们将拥有更灵敏的仪器来解决遥远宇宙中微弱的星际光。

特鲁希略希望测试从大规模星系团到单个星系的缩小方法。“在星系尺度上这样做是很棒的，例如探索恒星光晕。原则上同样的想法应该有效;由于合并活动而围绕银河系的恒星也应该遵循星系的引力势，照亮暗物质的位置和分布。“

哈勃前沿战场计划是一项深度成像计划，旨在利用星系团引力的自然放大镜来观察它们之外的极其遥远的星系，从而深入了解早期（遥远）宇宙以及从那时起星系的演化。在那项研究中，漫射的群内光线是一种烦恼，部分遮挡了远处的遥远星系。然而，微弱的光芒最终可能会对天文学的一个重大谜团 - 暗物质的本质 - 产生重大影响。

哈勃太空望远镜是NASA和ESA（欧洲航天局）之间的国际合作项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）负责哈勃科学运营。STScI由华盛顿特区天文研究大学协会为NASA运营

本文选自：今日头条