建议我们有一个很好的处理,这将是非常乐观的。但是,即使是我们确实有些掌握,也可能缺少重要的东西。
哈勃空间望远镜的新观察结果发现,在某些星系中,暗物质的浓度比预期的要高得多。
这些浓度与理论模型不一致,这表明我们的理解存在很大的差距 - 仿真可能是不正确的,或者可能存在我们不完全理解的暗物质的属性。
“在比较本研究中的仿真和数据以及我们对不匹配的发现持续存在时,我们进行了很多仔细的测试,”天体物理学家Massimo Meneghetti说意大利国家天体物理学研究所。
“这种差异的一种可能起源是,我们可能缺少模拟中的一些关键物理。”
暗物质是我们对宇宙的理解中最大的荆棘之一。简而言之,我们不知道这是什么。它不会吸收,反射或发射任何电磁辐射,使其完全无法直接检测到。但是,它确实通过重力与宇宙的可见物质相互作用。
这意味着我们可以研究星系和恒星之类的东西如何分布并在宇宙周围移动,计算产生这些分布和运动所需的重力,并计算并减去可见物质产生的重力。
剩下的重力表明宇宙中有多少暗物质 - 据我们所知,这很多。宇宙中多达85%的物质可能是暗物质。
我们间接“检测”暗物质的方式之一是通过重力镜头。真正的巨大物体(例如星系簇)创建了时空本身曲线的强烈引力场 - 这意味着任何穿过该时空的光线都在弯曲的路径上移动。
因此,在我们的重力场远处的物体(例如遥远的星系)在我们看来是放大,涂抹,重复和扭曲的。
重力镜头。 ((NASA,ESA和L.Calçada)
通过研究这些扭曲并将星系重新放在一起,我们可以弄清楚光是如何变形的,这意味着我们可以映射重力场 - 扭曲越大,重力场就越强。再次减去可见的物质,等等 - 该镜头簇中的暗物质图。这真是聪明。
这就是Meneghetti和他的团队所做的,使用Hubble太空望远镜和欧洲南方天文台在智利的非常大的望远镜观察11个星系集群。
“星系簇是理想的实验室,以了解宇宙的计算机模拟是否可靠地再现了我们可以推断出有关暗物质及其与发光物质的相互作用的内容,”他解释说。
当团队坐下来分析数据时,他们发现了整个银河系会产生的大规模镜头效应。但是他们还发现嵌套在其中的较小的镜头效果。这些小型镜片是由簇中的单个星系产生的,并未出现在簇的模拟中,表明过量的暗物质。
为了检查他们的发现,团队使用光的偏移来计算轨道恒星的速度 - A经典工具用于测量暗物质。
他们仔细检查了距离计算,因为这可能会产生至关重要的差异进行暗物质计算。
研究人员发现,在那些单个星系中,暗物质的集中度要比模拟所允许的要大得多。但是模拟是基于我们对暗物质的最佳理解 - 那么额外的质量从何而来?
好吧,我们不知道。但这将是一个令人兴奋的发现旅程。
“对我个人而言,在观察和理论预测之间发现gnaw的差距(在这种情况下为10倍)非常令人兴奋,”天体物理学家Priyamvada Natarajan说耶鲁大学。
“我的研究的一个关键目标是通过提高数据质量来发现这些差距的理论模型。正是这些差距和异常经常表明,我们要么在当前理论中缺少某些东西,要么它为全新的模型指向了更多的解释性力量。”
无论哪种方式,发现导致模拟和观察之间差异的原因都可能导致我们对暗物质有更深入的了解。
该研究已发表在科学。
全封面图片来源:NASA,ESA,G。Caminha(Groningen大学),M。Meneghetti(博洛尼亚的天体物理学和太空科学观测师),P。Natarajan(耶鲁大学)(耶鲁大学),Clash Team和M. Kornmesser(ESA/Hubble)(ESA/Hubble)