在恒星間隙中尋找暗物質

2025-12-07 16:27:40 分類：知識 閱讀(87464)

羅曼太空望遠鏡對仙女座星系的恒星模擬視圖。信用:uux.cn/美國國家航空航天局，間隙美國國家航空航天局-GSFC，中尋找暗亞利桑那州立大學，物質羅伯特詹德勒DSS
（神秘的恒星地球uux.cn）據(jù)西北大學（阿曼達·莫里斯）：盡管暗物質約占宇宙的27%，但天文學家一直無法直接觀察到它。間隙
現(xiàn)在，中尋找暗在一項新的物質研究中，包括西北大學天體物理學家在內的恒星一個國際研究小組發(fā)現(xiàn)，美國國家航空航天局南?！じ窭姿埂ち_曼太空望遠鏡（定于2027年5月發(fā)射）即將拍攝的間隙圖像可能為理解這種難以捉摸的物質提供了重要線索。
在尋找暗物質的中尋找暗過程中，一些天體物理學家此前一直專注于恒星流中的物質間隙——這些區(qū)域的結構非常薄，以至于有可能發(fā)現(xiàn)由暗物質團產(chǎn)生的恒星擾動。但是間隙，到目前為止，中尋找暗天文學家只檢查了銀河系中的這些缺口。隨著羅馬太空望遠鏡拍攝我們鄰近的仙女座星系的圖像，研究人員將大大擴展他們不斷增長的稀薄恒星流樣本，有可能獲得更多關于暗物質具體屬性的信息。
這項研究已經(jīng)被《天體物理學雜志》接受發(fā)表。預印本目前可在網(wǎng)上獲得。它標志著首次探索在銀河系之外的恒星流中尋找空隙的前景。
“在我們自己的星系中有恒星流，我們在那里看到了可能是由暗物質引起的間隙，”西北大學的Tjitske Starkenburg說，他是該研究的合著者?！暗@些缺口也可以通過其他方式形成。我們的新研究表明，除了我們自己的星系之外，我們將能夠觀察到附近星系中的這些間隙。這將為我們提供關于這些空白的更好的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，最終將幫助我們更好地了解暗物質團塊的可能存在和性質?！?br>斯塔肯伯格是西北大學天體物理跨學科探索和研究中心（CIERA）的研究助理教授。斯坦福大學博士后克里斯蒂安·阿甘澤是這項研究的第一作者。
假設暗物質是一種粒子，它還不能被直接觀察到，因為它不發(fā)射、反射、折射或吸收光。因為沒人能看到它，研究人員不得不尋找其他線索來確定它是否真的存在。
“我們看到了暗物質對星系的影響，”Aganze說。“例如，當我們對星系如何旋轉進行建模時，我們需要額外的質量來解釋它們的旋轉。暗物質可能會提供那部分缺失的質量?！?br>
藝術家對仙女座星系周圍球狀星團流的概念。致謝:uux.cn/約瑟夫·奧姆斯特德·美國國家航空航天局
天文學家特別希望線索可能隱藏在球狀星團的細長恒星流中，球狀星團由數(shù)十到數(shù)百萬顆恒星組成，緊密相連。研究人員表示，暗物質團塊可以穿透恒星流產(chǎn)生間隙。通過檢查這些間隙，天文學家旨在揭示暗物質的跡象。
斯塔肯伯格說:“這些流最有趣的原因是觀察這些暗物質團的影響有兩個方面?！薄笆紫龋@些流‘生活’在星系的最外圍區(qū)域，那里除此之外幾乎沒有什么結構。其次，這些流本質上非常稀薄，因為它們是由致密的星團形成的，這意味著你可以更容易地看到間隙或任何擾動?！?br>迄今為止，現(xiàn)有的太空和地面望遠鏡將搜索范圍限制在銀河系內的少數(shù)球狀星團流。但是羅馬太空望遠鏡將位于距離地球100萬英里的地方，這將使天文學家首次能夠在附近的星系中搜索球狀星團流。
羅曼的寬視場儀器有18個探測器，將產(chǎn)生比哈勃太空望遠鏡的近紅外相機大200倍的圖像——分辨率略高。
在這項新研究中，Starkenburg、Aganze和他們的合作者模擬了恒星流，允許它們與暗物質團塊相互作用以產(chǎn)生間隙，然后生成對這些間隙的模擬觀察。最終，研究小組得出結論，這些缺口應該可以在羅馬太空望遠鏡即將發(fā)布的圖像中檢測到。他們還估計，新望遠鏡將在短短一小時的觀測時間內有效地提供這些數(shù)據(jù)。
屆時，研究人員還計劃檢查仙女座周圍的暗物質暈。雖然暗物質暈環(huán)繞著包括銀河系在內的所有星系，但研究人員懷疑他們可能會發(fā)現(xiàn)當前模型預測的較小子暈的證據(jù)。
斯塔肯堡說:“我們預計較小的暗物質子暈將與球狀星團流相互作用?！薄叭绻@些子暈存在于其他星系中，我們預測我們將在球狀星團流中看到可能由這些子暈引起的間隙。這將為我們提供有關暗物質的新信息，包括存在哪種暗物質暈及其質量。”
斯塔肯堡已經(jīng)在通過一個相關項目為暗物質的研究奠定基礎。
“該團隊計劃通過開發(fā)一個更詳細的理論框架來模擬球狀星團如何形成恒星流，”她說?！拔覀儗⒗^續(xù)預測形成流的球狀星團的起源，以及這些流是否可以用羅曼觀測到?！?