對(duì)暗物質(zhì)性質(zhì)的新宇宙學(xué)限制

【資料圖】

導(dǎo)讀 發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的新研究以前所未有的細(xì)節(jié)揭示了暗物質(zhì)的分布，其范圍小至30,000光年。觀察到的分布波動(dòng)為暗物質(zhì)的性質(zhì)提供了更...

發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的新研究以前所未有的細(xì)節(jié)揭示了暗物質(zhì)的分布，其范圍小至30,000光年。觀察到的分布波動(dòng)為暗物質(zhì)的性質(zhì)提供了更好的約束。

神秘的暗物質(zhì)占宇宙中物質(zhì)的大部分。暗物質(zhì)是不可見(jiàn)的，只能通過(guò)其引力效應(yīng)來(lái)了解自己。暗物質(zhì)從未在實(shí)驗(yàn)室中分離出來(lái)，因此研究人員必須依靠“自然實(shí)驗(yàn)”來(lái)研究它。

一種自然實(shí)驗(yàn)是引力透鏡。有時(shí)，從地球上看時(shí)，宇宙中不同距離的兩個(gè)物體會(huì)隨機(jī)地位于同一視線上。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，前景物體周圍的物質(zhì)引起的空間曲率就像透鏡一樣，彎曲來(lái)自背景物體的光路并形成透鏡圖像。然而，在自然實(shí)驗(yàn)中，很難達(dá)到高分辨率來(lái)探測(cè)質(zhì)量小于星系的暗物質(zhì)團(tuán)塊，因此暗物質(zhì)的確切性質(zhì)很難得到約束。

由近代大學(xué)KaikiTaroInoue教授領(lǐng)導(dǎo)的日本研究小組使用ALMA(阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列)研究金牛座方向的引力透鏡系統(tǒng)MGJ0414+0534。在這個(gè)系統(tǒng)中，由于大質(zhì)量星系的引力作用在光上，前景物體形成的不是一個(gè)背景物體的圖像，而是四個(gè)背景物體的圖像。

借助彎曲效應(yīng)和新的數(shù)據(jù)分析方法，該團(tuán)隊(duì)能夠以比以往更高的分辨率(低至30,000光年的尺度)檢測(cè)沿視線的暗物質(zhì)分布的波動(dòng)。

觀測(cè)到的分布提供的新約束與緩慢移動(dòng)或“冷”暗物質(zhì)粒子的模型一致。

未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)額外的觀察進(jìn)一步限制暗物質(zhì)的性質(zhì)。

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