众大型望远镜合作,探寻潘多拉星系群暗物质分布
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近日,科学家发现远古时期4个不同的星系群在数亿年间相撞后形成了一个遥远的星系群。这个星系群名为阿贝尔-2744,即潘多拉星系群,天文学家们近期结合多台太空或地面望远镜(包括著名的哈勃空间望远镜,钱德拉X射线望远镜,以及欧洲南方天文台甚大望远镜等)的数据进行正和分析之后得到了有关其历史的这一见解,即这个星系群似乎是多个不同星系群过去在大约3.5亿年间逐渐相撞合并后形成的产物。
潘多拉星系群内部有着那么多奇特的现象,其中有些现象科学家在此之前从未见过。阿贝尔-2744离银河系非常遥远,距离达30亿光年。阿贝尔-2744是在大约3.5亿年的时间段内,先后由4个的不同星系群相互撞击合并而成的。
为了搞清楚阿贝尔-2744的一些神秘特征,研究人员调动了一些大型天文设备,包括美国宇航局的哈勃空间望远镜,钱德拉X射线望远镜,欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)以及日本国立天文台的昴星团望远镜等等。最终研究小组绘制出了阿贝尔-2744星系中不同物质和质量的分布图。
研究人员发现在可见光波段,由甚大望远镜和哈勃空间望远镜观测的影像中的成员星系质量仅仅占据了阿贝尔-2744星系总质量的5%不到。其它大约20%的质量是弥散的气体物质,这些气体呈现高温状态,发出强烈的X射线辐射,因而能被钱德拉X射线望远镜观测到。
那么剩下的是什么呢?是暗物质——一种看不见摸不着,也无法直接探测到的神秘物质。这是因为它们不和常规物质发生反应,因此也就无法对其进行直接的观测。
为了确定阿贝尔-2744星系中暗物质的分布,研究人员们采用了“引力透镜效应”观测技术。通过对这种扭曲情况的仔细分析,研究人员反演出了造成这种扭曲的暗物质在星系群中的分布位置图。
(阿贝尔-2744星系群的合成图像,粉色指代炙热的星系际气体,蓝色的则是暗物质)
研究人员表示,在撞击过程中似乎造成了炙热气体和暗物质的分离,因此现在它们两者位于分开的位置上。撞击还导致这些物质和星系物质分离,潘多拉星系群中有很多只有在不同的单个星系群中出现的独特性质,它将它们混合到了一起。
在这一星系群的其他位置,可以看到星系和暗物质,但是看不到热气体。而在星系群的外部,还有更加特别的线索。这里存在大量的暗物质,但是可见物质很少。可见物质都被抛射出了更远的外缘位置。这些特别的线索将有助于科学家们逐渐弄清暗物质的性质,以及宇宙中各种不同要素之间的相互作用机理。