韦布望远镜绘制出史上最精细的暗物质地图

IT之家 1 月 27 日消息，科技媒体 Phys 昨日（1 月 26 日）发布博文，报道称杜伦大学、美国宇航局喷气推进实验室（JPL）及洛桑联邦理工学院的天文学家，利用詹姆斯 · 韦布太空望远镜（JWST）绘制出了迄今为止分辨率最高的暗物质地图。

IT之家注：暗物质（Dark Matter）是宇宙中一种看不见、摸不着的神秘物质。它不发光也不反光，但拥有质量和引力，就像透明的胶水一样，它提供了额外的引力，把星系“粘”在一起，防止它们因为旋转速度过快而散架。

利用詹姆斯 · 韦伯太空望远镜的数据，天文学家绘制出了迄今为止最详细的暗物质分布图之一。该图通过测量不可见物质的引力如何弯曲背景星系的光线，揭示了暗物质如何作为可见星系赖以存在的隐藏框架。叠加的等值线标示了暗物质密度相等的区域，突显了这种不可见物质（图中以蓝色显示）最集中的区域。图源：Gavin Leroy 博士 / COSMOS-Webb 合作组。

这项发表于《自然 · 天文学》的研究证实，暗物质并非杂乱无章，而是充当了宇宙的“隐形脚手架”。在宇宙早期，暗物质首先聚集，随后通过引力将普通物质拉拢到一起，创造了恒星、星系乃至像地球这样的行星得以诞生的环境。如果没有暗物质的引力牵引，银河系中可能无法形成孕育生命所需的关键元素。

为了观测“不可见”的暗物质，研究团队利用“引力透镜效应”（Gravitational Lensing）寻找其踪迹：当暗物质的巨大质量导致空间弯曲时，背景星系传来的光线也会随之发生弯曲，就像光线穿过扭曲的窗玻璃一样。

这张地图展示了哈勃太空望远镜（左）和詹姆斯 · 韦伯太空望远镜（右）观测到的 COSMOS 场中的暗物质分布。叠加的等值线标记了暗物质密度相等的区域，突显了这种不可见物质（图中以蓝色显示）最集中的区域。图源：Gavin Leroy 博士 / Richard Massey 教授 / COSMOS-Webb 合作组。

哈勃太空望远镜（左）和詹姆斯 · 韦伯太空望远镜（右）观测到的 COSMOS 场中的暗物质分布。图源：Gavin Leroy 博士 / Richard Massey 教授 / COSMOS-Webb 合作组。

这支科学家团队实际上是对天空进行了地形测量。图中色彩更鲜艳的部分是高密度物质群，包括暗物质（左）、星系（中）和热气体（右）。图源：Gavin Leroy 博士 / Richard Massey 教授 / COSMOS-Webb 合作组。

韦布太空望远镜对六分仪座（Sextans）方向一片约 2.5 倍满月大小的天区持续观测约 255 小时，识别出近 80 万个星系。通过分析这些星系光线的扭曲程度，科学家精准描绘出了前景中看不见的暗物质分布图。

这张新地图的星系包含量是地面观测站同类地图的 10 倍，清晰度则是哈勃太空望远镜的 2 倍。

利用詹姆斯 · 韦伯太空望远镜的数据，天文学家绘制出了迄今为止最详细的暗物质分布图之一。通过测量不可见物质的引力如何弯曲背景星系的光线，该图揭示了暗物质如何作为可见星系赖以存在的隐藏框架。图源：Gavin Leroy 博士 / Richard Massey 教授 / COSMOS-Webb 合作项目。

研究共同负责人、NASA JPL 的戴安娜 · 斯科纳米格里奥（Diana Scognamiglio）博士表示：“以前我们看暗物质像是在看一张模糊的照片，现在得益于韦布望远镜的惊人分辨率，我们能以惊人的细节看到宇宙的隐形支架。”

此外，利用韦伯的中红外仪器（MIRI），团队还能穿透宇宙尘埃云，精准测量星系距离，从而构建出三维的暗物质结构。

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