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“昴”望远镜绘制出暗物质三维空间分布图

一个由东京大学牵头的国际研究小组利用“昴”天文望远镜的超广角主焦点照相机(HSC),制作并分析了宇宙暗物质的三维空间分布图,这也是迄今最深(过去宇宙)的暗物质广域天域地图。

研究小组成功观测了数百万万个星系形状的引力透镜效应,精确测定了表示星系等宇宙结构形成程度的物理量。他们将观测结果与欧洲空间局(ESA)的宇宙微波背景辐射观测卫星“普朗克”及其他宇宙观测结果组合,成功获得了暗能量的性质等见解。

HSC测定的结果与美国暗能量调查(DES)项目和欧洲千平方度巡天(Kilo-Degree Survey)项目的引力透镜观测结果相一致,但这些引力透镜的观测结果与“普朗克”卫星预言的宇宙模型比较,存在不一致之处。这到底是统计上的误差,还是现在标准宇宙模型不完善,利用HSC观测数据将可以解决该疑问。本次成果是通过HSC观测开始揭示暗物质、暗能量精密宇宙论的第一步。

暗物质无法利用光线看到。但正如爱因斯坦相对论预言的一样,宇宙引力可使远方星系发出的光线扭曲,即引力透镜现象。远方星系发出的光线经过90亿年长途跋涉,到达“昴”望远镜。通过观测远方宇宙的光,可以了解宇宙结构的形成,接近引起宇宙膨胀的暗能量之谜。暗能量的最单纯模式是宇宙常数,基于宇宙常数的宇宙模型,与包括HSC结果在内的所有宇宙观测没有矛盾。

研究小组发现的引力透镜效果非常微小,但仍可测定星系形状,通过对数百万个星系形状的测定,复原了宇宙物质(主要为暗物质)的三维分布。通过对暗物质分布的详细分析,可调查宇宙数十亿年来是如何形成的。(陈超)



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