神秘的暗物質可能會在銀河系的“珍珠串”中留下線索

2025-12-09 18:56:15 分類：綜合 閱讀(8)

銀河系內部和周圍的恒星流可能揭示暗物質性質的線索。（圖片來源：uux.cn/RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/J.daSilva，神秘M.Zamani）
（神秘的暗的中地球uux.cn）據美國太空網（Sharmila Kuthunur）：從明年年底開始，耗資7億美元的物質維拉·C·魯賓天文臺計劃通過研究銀河系外圍恒星流之間的間隙，收集有關暗物質性質的銀河系線索。
這些缺口是留下在銀河系引力撕裂附近星系后留下的恒星軌跡中發現的，恒星殘余就存在于這些星系中。線索這些是珍珠串有用的暗物質示蹤劑 —  一種看不見的、滲透宇宙的神秘物質，以光環的暗的中形式圍繞著大多數星系，但尚未被直接探測到。物質科學家們說，銀河系在恒星流中，留下暗物質的線索影響可以推斷出來，“就像閃爍的珍珠串光可以揭示它們周圍的樹的形狀一樣，即使我們看不到樹枝或樹葉。”。
不列顛哥倫比亞省維多利亞大學的研究生Jaclyn Jensen在一份聲明中說：“恒星流就像一串珍珠，它們的恒星沿著系統的軌道運行，有著共同的歷史。”。“如果我們在附近發現一條珍珠項鏈，上面散落著幾顆珍珠，我們可以推斷出可能是什么東西把繩子弄壞了。”
標準宇宙學模型基于暗物質是“冷的”（意味著它與普通物質和電磁輻射的相互作用非常弱）的假設，其一個關鍵預測是暗物質由更小的團塊組成。當這些團塊與其他結構相互作用時，科學家們認為它們會破壞這些結構的動力學，甚至改變它們的外觀。
在恒星流中，這些效應表現為恒星軌跡中的“扭結”或間隙。根據合作組織的聲明，魯賓天文臺前所未有的數碼相機可以對這些擾動進行成像。
科學家們表示，恒星流可以通過其各自恒星群特有的運動與其他恒星群區分開來，是研究暗物質性質的特別有用的候選者。它們位于銀河系外圍的宇宙家園使它們不太容易與其他結構相互作用，這可能會混淆暗物質的影響。
科學家們估計，如果一切按計劃進行，魯賓天文臺將能夠發現比現有望遠鏡所能破譯的更遠五倍的星跡，從而在我們銀河系的外圍發現新的恒星流。
卡內基梅隆大學博士后Nora Shipp在一份聲明中說：“我真的很高興能利用恒星流來了解暗物質。”她之前的研究在銀河系周圍發現了11個新的恒星流。“有了魯賓天文臺，我們將能夠利用恒星流來了解暗物質在銀河系中的分布，從最大尺度到非常小的尺度。”
本月早些時候，魯賓天文臺的合作宣布完成了望遠鏡的天眼，它的分辨率高達3200萬像素，跨度相當于一輛緊湊型汽車，是世界上最大的數碼相機。
斯坦福大學天體物理學家、魯賓天文臺副主任兼相機項目負責人Aaron Roodman此前告訴Space.com：“它的圖像非常詳細，可以從大約15英里外分辨出一個高爾夫球，同時覆蓋比滿月寬7倍的天空。它將對宇宙膨脹和暗能量進行真正深入的研究。”
美國國家航空航天局的Nancy Grace Roman太空望遠鏡即將推出，該望遠鏡旨在尋找太陽系以外的行星，并破譯遙遠恒星的物理特性。該望遠鏡拍攝的仙女座星系的類似圖像可以幫助天文學家研究銀河系以外的恒星流，并破譯更多的暗物質線索。羅馬太空望遠鏡目前定于2027年5月發射，預計將在距離地球100萬英里的軌道上研究宇宙五年。
科學家們表示，這些觀測結果可以縮小暗物質團塊的粒子類型，從而幫助它們限制這種神秘物質長期以來尋求的奧秘的性質。