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      哈勃使用四倍成像引力透鏡來捕捉小塊的暗物質(zhì)
      
			
      
				2020-01-13 10:30:53
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      根據(jù)被廣泛接受的“冷暗物質(zhì)”理論，所有星系都嵌入到暗物質(zhì)的云中。暗物質(zhì)本身由緩慢移動(dòng)的粒子組成，它們聚集在一起形成結(jié)構(gòu)，從我們銀河系質(zhì)量的幾十萬倍到小規(guī)模的團(tuán)塊。美國宇航局/歐空局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的新觀測結(jié)果揭示了暗物質(zhì)的本質(zhì)及其行為。
      這些哈勃圖像中的每一幅都揭示了四幅扭曲的圖像，即背景類星體及其圍繞前景大質(zhì)量星系中心核心的宿主星系。Image creditation：NASA/ESA/A.Nierenberg，NASA的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室/T.Treu，University of California，Los Angeles.
      雖然在大中型星系周圍發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)濃度，但到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)小得多的暗物質(zhì)團(tuán)塊。
      在沒有觀測證據(jù)的情況下，這種小規(guī)模的團(tuán)塊，一些天體物理學(xué)家已經(jīng)發(fā)展了替代理論，包括“溫暖的暗物質(zhì)”。這一想法表明，暗物質(zhì)粒子移動(dòng)很快，速度太快，無法合并，形成較小的濃度。
      新的哈勃觀測不支持這種情況，發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)比在溫暖的暗物質(zhì)替代理論中要“冷”。
      美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的天文學(xué)家安娜·尼倫伯格（Anna Nierenberg）博士說：“暗物質(zhì)比我們所知的更小尺度更冷。
      “天文學(xué)家以前曾對(duì)暗物質(zhì)理論進(jìn)行過其他的觀測試驗(yàn)，但我們的實(shí)驗(yàn)為存在少量的冷暗物質(zhì)提供了迄今為止最有力的證據(jù)。
      “通過將最新的理論預(yù)測、統(tǒng)計(jì)工具和新的哈勃觀測結(jié)果結(jié)合起來，我們現(xiàn)在有了一個(gè)比以前可能的更穩(wěn)健的結(jié)果。
      尋找沒有恒星的暗物質(zhì)濃度已被證明具有挑戰(zhàn)性。然而，尼倫伯格博士和她的同事們使用了一種技術(shù)，他們不需要尋找恒星作為暗物質(zhì)示蹤劑的引力影響。
      他們的目標(biāo)是八個(gè)強(qiáng)大的類星體，它們位于距地球大約100億光年的地方。
      他們測量了圍繞每個(gè)類星體黑洞的氧氣和氖氣發(fā)出的光是如何被一個(gè)巨大的前景星系的重力扭曲的，它作為一個(gè)放大透鏡。透鏡星系位于距離地球約20億光年的地方。
      利用這種方法，他們發(fā)現(xiàn)了哈勃望遠(yuǎn)鏡視線上的暗物質(zhì)團(tuán)塊，直到類星體，以及中間的透鏡星系和周圍。
      “想象一下，這八個(gè)星系中的每一個(gè)都是一個(gè)巨大的放大鏡，”洛杉磯加州大學(xué)的天文學(xué)家丹尼爾·吉爾曼博士說。
      “小的暗物質(zhì)團(tuán)塊就像放大鏡上的小裂縫，改變了四個(gè)類星體圖像的亮度和位置，與你期望看到的玻璃是否光滑相比。
      望遠(yuǎn)鏡探測到的暗物質(zhì)濃度是銀河系暗物質(zhì)暈質(zhì)量的1/10萬至1/10萬倍。
      這些微小的星系群中有許多很可能不包含小星系，因此傳統(tǒng)的尋找嵌入恒星的方法是不可能探測到的。
      八個(gè)類星體和星系的排列如此精確，以至于扭曲效應(yīng)，稱為引力透鏡，產(chǎn)生了每個(gè)類星體的四個(gè)扭曲圖像。
      類星體的這種四重圖像是罕見的，因?yàn)榍熬靶窍岛捅尘邦愋求w之間幾乎需要精確的對(duì)齊。
      然而，天文學(xué)家需要多幅圖像來進(jìn)行更詳細(xì)的分析。
      暗物質(zhì)團(tuán)的存在改變了每個(gè)扭曲的類星體圖像的表觀亮度和位置。
      研究人員將這些測量結(jié)果與類星體圖像在沒有暗物質(zhì)影響的情況下的外觀預(yù)測進(jìn)行了比較。
      他們用測量來計(jì)算微小暗物質(zhì)濃度的質(zhì)量。
      美國加州大學(xué)洛杉磯分校的天文學(xué)家托馬索·特勞博士說：“我們對(duì)冷暗物質(zhì)模型進(jìn)行了一次非常引人注目的觀測測試，它以飛行的顏色通過。
      科學(xué)家們本周在夏威夷檀香山舉行的美國天文學(xué)會(huì)第235次會(huì)議上介紹了這一結(jié)果。
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      J.R.Lu等人2020.KAPA：一種新的凱克激光制導(dǎo)恒星AO系統(tǒng)，它提高了圖像質(zhì)量和天空覆蓋率。第235次會(huì)議，摘要#118.03
      D.吉爾曼2020.具有四重像強(qiáng)引力透鏡的暗物質(zhì)性質(zhì)的約束。第235次會(huì)議，摘要#133.05
      本文以美國國家航空航天局提供的文本為基礎(chǔ)。
      			

			
        
      
			
      
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