星系，被認(rèn)為是由可見的恒星、行星、塵埃以及暗物質(zhì)所組成的。其中的暗物質(zhì)是一種占據(jù)了宇宙大部分質(zhì)量卻不可見的物質(zhì)。盡管科學(xué)家不知道它們究竟是什么，但我們可以觀測到暗物質(zhì)對可見物質(zhì)所施加的影響。

哈勃拍到的4個巨型星系，位于星系團(tuán)Abell 3827，展示了可見光和近紅外條件下的景象。他們身后是更為遙遠(yuǎn)的恒星。照片中，它們環(huán)繞這4個星系，雖然影像失真，但依稀可見

根據(jù)對星系團(tuán)Abell 3827的最新觀測結(jié)果，暗物質(zhì)可能不與引力以外的任何力發(fā)生交互作用。4月6日，在利物浦舉行的歐洲天文與空間科學(xué)周活動上，英國杜倫大學(xué)的安德魯·羅伯森博士公布了最新研究發(fā)現(xiàn)。該發(fā)現(xiàn)完全顛覆了三年前科學(xué)家們對暗物質(zhì)的認(rèn)知。

三年前杜倫大學(xué)的一支國際研究小組聲稱自己取得了一次重大突破，確定了暗物質(zhì)的“真實身份”。

根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡當(dāng)時的觀測，Abell 3827星系團(tuán)（距地球大約13億光年）的一個星系與周圍的暗物質(zhì)分離，這證明暗物質(zhì)與引力之外的力發(fā)生了相互作用。

通過在地球上對Abell 3827進(jìn)行觀測，科學(xué)家能夠?qū)π窍祱F(tuán)內(nèi)的暗物質(zhì)進(jìn)行高靈敏度測量。然而，這支研究小組現(xiàn)在宣布他們看錯了！最近的觀測結(jié)果顯示Abell 3827內(nèi)的暗物質(zhì)并沒有與星系分離。

Abell 3827心臟地帶的4個星系。圖像結(jié)合了哈勃望遠(yuǎn)鏡的紫外成像（藍(lán)色），阿塔卡瑪大型毫米波陣列的長波長成像（紅色）。在這種波長下，處在前景的Abell 3827幾乎透明，進(jìn)而降低研究背景星系的難度

研究論文主筆人、杜倫大學(xué)系外天文學(xué)中心的理查德·梅塞博士表示：“探尋暗物質(zhì)的工作遭遇挫折，但科學(xué)研究就是如此。隨著數(shù)據(jù)的改進(jìn)，結(jié)論也會隨之改變。不過，暗物質(zhì)的搜尋之旅仍將繼續(xù)，以最終揭示它們的本質(zhì)。由于暗物質(zhì)不與周圍宇宙進(jìn)行交互，我們很難確定它們的身份。”

暗物質(zhì)在宇宙中的比重接近27%，與占比5%的行星、恒星等正常物質(zhì)相比，占比相當(dāng)大。據(jù)悉，暗物質(zhì)的數(shù)量是其它所有已知粒子的5倍左右，但人類并不了解它們的“真正身份”。

然而這種神秘物質(zhì)卻是宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制的基本要素。如果沒有暗物質(zhì)引力的約束效應(yīng)，銀河系的星系將因為自身旋轉(zhuǎn)，四分五裂。

在進(jìn)行這項新研究時，科學(xué)家利用了智利的阿塔卡瑪大型毫米波陣列（以下簡稱ALMA），對Abell 3827星系團(tuán)進(jìn)行觀測。ALMA捕獲了一個無關(guān)背景星系的扭曲紅外線，最終揭示了暗物質(zhì)的位置。

研究論文合著者、明尼蘇達(dá)州大學(xué)的莉莉婭·威廉斯表示：“在ALMA的幫助下，我們獲得了這個遙遠(yuǎn)星系的更清晰影像，分辨率超過哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像。暗物質(zhì)的真正位置要比此前的觀測更為清晰。”

雖然新觀測結(jié)果顯示暗物質(zhì)仍留在星系內(nèi)，但科學(xué)家表示這并不一定意味著暗物質(zhì)沒有發(fā)生交互作用。暗物質(zhì)的交互可能非常微小，或者這個特殊星系的移動方向正對著我們，導(dǎo)致我們無法觀測到暗物質(zhì)的側(cè)向位移。

過去兩年，科學(xué)家提出了幾項新的非標(biāo)準(zhǔn)暗物質(zhì)理論，還曾借助杜倫大學(xué)的高性能超級計算機(jī)進(jìn)行模擬。

研究論文合著者、杜倫大學(xué)計算宇宙學(xué)研究所的羅伯森博士指出：“不同的暗物質(zhì)特性會留下各種泄密信號。我們將繼續(xù)探尋暗物質(zhì)的本質(zhì)，繼續(xù)進(jìn)行所需的實驗，從合適的角度進(jìn)行觀測。我們將進(jìn)行一次非常有趣的測試，即暗物質(zhì)的交互作用讓它們變成一個球團(tuán)。這是我們的下一個研究對象?！?/p>

為了繼續(xù)在數(shù)百個星系團(tuán)測算暗物質(zhì)，杜倫大學(xué)幫助制造了SuperBIT望遠(yuǎn)鏡。這架望遠(yuǎn)鏡搭乘巨型氦氣球進(jìn)入地球大氣層上方，能夠獲取清晰的宇宙圖像。此項研究獲得英國皇家學(xué)會、英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會以及NASA的資金支持。

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