詹姆斯·韦伯望远镜绘制迄今最精细暗物质地图 涵盖近80万个星系

天文学家依托詹姆斯·韦伯空间望远镜最新观测数据，绘制出人类目前精度最高的宇宙暗物质分布图，首次在大尺度上清晰呈现出横跨数十亿光年的“宇宙骨架”和由暗物质构成的隐形纤维网络。相关研究成果已发表于《自然·天文学》，团队利用韦伯的红外探测能力，对著名的COSMOS深空观测区域中近80万个星系进行了长时间观测与统计分析，借此重建出暗物质如何自宇宙早期起主导大尺度结构形成的详细图景。

暗物质被认为约占宇宙总物质的五分之四，但本身既不发光也不吸收光，人类无法直接观测，只能通过其对可见物质和光线的引力效应来“反推”其存在和分布。此次研究采用“弱引力透镜效应”方法：当大尺度暗物质在宇宙中形成丝状聚集时，其引力会轻微弯曲来自更远处背景星系的光线，使这些星系在望远镜成像中产生细微拉伸、扭曲，犹如透过哈哈镜或起伏水面看到的倒影。科研团队在韦伯运行首年中对同一片天空累计凝视255小时，通过对数十万背景星系形状畸变的精确统计，反演出前景暗物质的分布，进而生成高分辨率的暗物质地图。

这一观测区域早在哈勃望远镜时代就因用于研究星系形成和团簇结构而闻名，如今韦伯的红外仪器将视野进一步向更早的宇宙深处推进，捕捉到更古老、更暗弱的早期星系，使科学家得以在时间维度上向前追溯暗物质“搭建宇宙脚手架”的过程。研究负责人之一、美国宇航局喷气推进实验室的Diana Scognamiglio表示，新地图在与以往观测结果保持整体一致的同时，分辨率和细节都有显著提升，让宇宙大尺度结构的“隐形框架”首度以如此清晰的方式呈现出来。

通过叠加暗物质密度分布与星系分布，科研人员观察到星系如同“串珠”般沿暗物质纤维排列，验证了“重暗、轻明”的结构演化图景：先是暗物质在宇宙早期形成不均匀团块和丝状结构，随后其引力将普通物质不断汇聚，其密度在局部区域累积到足以点燃恒星、形成星系与行星系统。参与研究的英国达勒姆大学物理学家Richard Massey形象地指出，暗物质构成了宇宙中一切结构的“引力脚手架”，银河系等大型星系之所以能在数十亿年间维持稳定，很大程度上正是“挂”在这张由暗物质织成的网之上。

新成果不仅提供了一幅震撼的宇宙“底图”，也为未来探索暗物质本性奠定了重要观测基准。未参与该研究的卡内基梅隆大学物理学家Rachel Mandelbaum指出，这批数据将长期为同行所利用，有助于回答宇宙物质如何分布、星系如何在暗物质框架下演化等基础问题。接下来，欧洲航天局的Euclid空间望远镜、美国计划中的Nancy Grace Roman望远镜，以及智利Vera C. Rubin天文台等项目，将在更大天空区域、不同波段和更长时间尺度上开展巡天观测，与韦伯提供的高精度暗物质地图相互印证与补充，推动构建更完整的三维宇宙模型，并逐步逼近暗物质粒子质量、运动特性等关键物理属性的真相。