科學家釋出暗物質分布圖,發現星系間新的無形橋梁

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 28 日 13:42 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


暗物質不只大量充斥在當今宇宙中,還充當宇宙骨架,在星系間牽起一座座看不見的橋梁。最近科學家釋出一張當地宇宙新暗物質分布圖,揭開了先前一些未發現的絲狀結構連接著星系。

在物理宇宙學中,大尺度結構(Large-scale structure)是指可觀測宇宙大範圍內的質量與光分布特徵,目前已知最大結構為纖維狀結構(子類型:超星系團複合體、星系長城、星系板),無數星系構成厚實、線狀排列的「纖維」,這些纖維又組成宇宙空洞的邊界。

不過星系與星系之間「看似」互不相干,怎麼知道它們彼此其實有關聯?這就可由暗物質的重力作用看出端倪了。暗物質是看不見又難以捉摸的物質,卻與暗能量佔宇宙 95% 構成,還決定星系與其他宇宙物質的運動,但我們無法直接測量暗物質分布狀況,只能透過與其他物體(如星系)的引力拉拔來推斷。

先前科學家嘗試繪製的宇宙網始於早期宇宙,需模擬數十億年演變,此法運算量大,到目前為止尚無法產生足夠詳細的結果來查看宇宙。在一篇由賓州州立大學團隊領導的新研究中,研究人員改採另一種完全不同的方法,使用機器學習建立包含星系、氣體、其他可見物質及暗物質的 Illustris-TNG 模型,再應用於 Cosmicflow-3 星系目錄中的真實數據,計算星系分布與運動以預測暗物質分布。

▲ 當地宇宙暗物質分布新地圖。(Source:賓州州立大學

重建詳細結構後,研究人員因此發現了某些需要進一步研究的新資訊,包括連接星系的較小絲狀結構。

由於暗物質主導著宇宙的動力學,基本上它決定了我們的命運,比如在本星系群中 2 個最大的成員──銀河系與隔壁鄰居仙女座星系,兩者正在緩慢相互靠近,預計 40 億年後將發生碰撞,但這時間太久了,實際會不會有其他變數我們無法確定,而研究連接兩個星系的暗物質細絲,可以替它們的未來提供重要見解。

新論文發表在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal)。

(首圖為示意圖,來源:pixabay

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