眾大型望遠(yuǎn)鏡合作，探尋潘多拉星系群暗物質(zhì)分布

近日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古時(shí)期4個(gè)不同的星系群在數(shù)億年間相撞后形成了一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系群。這個(gè)星系群名為阿貝爾-2744，即潘多拉星系群，天文學(xué)家們近期結(jié)合多臺(tái)太空或地面望遠(yuǎn)鏡（包括著名的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡，以及歐洲南方天文臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡等）的數(shù)據(jù)進(jìn)行正和分析之后得到了有關(guān)其歷史的這一見(jiàn)解，即這個(gè)星系群似乎是多個(gè)不同星系群過(guò)去在大約3.5億年間逐漸相撞合并后形成的產(chǎn)物。

潘多拉星系群內(nèi)部有著那么多奇特的現(xiàn)象，其中有些現(xiàn)象科學(xué)家在此之前從未見(jiàn)過(guò)。阿貝爾-2744離銀河系非常遙遠(yuǎn)，距離達(dá)30億光年。阿貝爾-2744是在大約3.5億年的時(shí)間段內(nèi)，先后由4個(gè)的不同星系群相互撞擊合并而成的。

為了搞清楚阿貝爾-2744的一些神秘特征，研究人員調(diào)動(dòng)了一些大型天文設(shè)備，包括美國(guó)宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡，歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)以及日本國(guó)立天文臺(tái)的昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡等等。最終研究小組繪制出了阿貝爾-2744星系中不同物質(zhì)和質(zhì)量的分布圖。

研究人員發(fā)現(xiàn)在可見(jiàn)光波段，由甚大望遠(yuǎn)鏡和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的影像中的成員星系質(zhì)量?jī)H僅占據(jù)了阿貝爾-2744星系總質(zhì)量的5%不到。其它大約20%的質(zhì)量是彌散的氣體物質(zhì)，這些氣體呈現(xiàn)高溫狀態(tài)，發(fā)出強(qiáng)烈的X射線輻射，因而能被錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。

那么剩下的是什么呢？是暗物質(zhì)——一種看不見(jiàn)摸不著，也無(wú)法直接探測(cè)到的神秘物質(zhì)。這是因?yàn)樗鼈儾缓统Ｒ?guī)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此也就無(wú)法對(duì)其進(jìn)行直接的觀測(cè)。

為了確定阿貝爾-2744星系中暗物質(zhì)的分布，研究人員們采用了“引力透鏡效應(yīng)”觀測(cè)技術(shù)。通過(guò)對(duì)這種扭曲情況的仔細(xì)分析，研究人員反演出了造成這種扭曲的暗物質(zhì)在星系群中的分布位置圖。

（阿貝爾-2744星系群的合成圖像，粉色指代炙熱的星系際氣體，藍(lán)色的則是暗物質(zhì)）

研究人員表示，在撞擊過(guò)程中似乎造成了炙熱氣體和暗物質(zhì)的分離，因此現(xiàn)在它們兩者位于分開(kāi)的位置上。撞擊還導(dǎo)致這些物質(zhì)和星系物質(zhì)分離，潘多拉星系群中有很多只有在不同的單個(gè)星系群中出現(xiàn)的獨(dú)特性質(zhì)，它將它們混合到了一起。

在這一星系群的其他位置，可以看到星系和暗物質(zhì)，但是看不到熱氣體。而在星系群的外部，還有更加特別的線索。這里存在大量的暗物質(zhì)，但是可見(jiàn)物質(zhì)很少。可見(jiàn)物質(zhì)都被拋射出了更遠(yuǎn)的外緣位置。這些特別的線索將有助于科學(xué)家們逐漸弄清暗物質(zhì)的性質(zhì)，以及宇宙中各種不同要素之間的相互作用機(jī)理。