天文学家发现连接碰撞的星系的暗物质“桥”：“这是我们一直在寻找的缺失的片”

By Robert Lea published 9 minutes ago

The Universe

“在英仙座星团中观察到的所有奇特形状和涡旋气体现在在一个主要的合并上下文上有意义”。

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显示一个暗物质桥延伸在两个碰撞的星系之间的描画。(Image credit: HyeongHan et al/Robert Lea)

天文学家已经发现一个涉及英仙座星系团的一个星系碰撞中长期缺失的元素，该星系团距离地球2.4亿光年远。

这个新被探测的亚星团元素位于英仙座星团的中心星系NGC 1275以西140万光年。这两种元素似乎被一个微弱的物质桥连接。

这座桥的结构支柱是暗物质，宇宙中最神秘的材料。暗物质通过不与光相互作用仍然有效的看不见，但它的与引力的相互作用已经帮助来形成星系结构。

团队成员詹姆斯·吉在一份声明中说，“这是我们一直在寻找的缺失的片，在英仙座星团中观察到的所有奇特的形状和涡旋的气体现在在一个主要合并上下文上有意义”。

星系团是已知宇宙中一些最大的结构，由数千个被引力束缚在一起的星系组成。科学家们长期以来相信这些星系团通过自宇宙大爆炸以来可能很好是宇宙中最强大事件的高能合并生长。英仙座星系团有一个约为600万亿个太阳的质量，长期以来一直被考虑为是星系团的典型代表。然而，这个模型星系团一直缺乏经由合朝向它的生长的告密故事。

那是直到现在为止的。

这个星系团的典型代表有一段暴力历史

为解决这个秘密，吉和他的同事们用斯巴鲁望远镜和它的超超优摄像机比以往任何时候更深入进英仙座。

这项调查铰在一种叫引力透镜的现象上，被爱因斯坦在他1915年的叫广义相对论的引力理论巨著中首次预测。

广义相对论陈述有质量的天体造成空时的织造（空间和时间的四维统一）来翘曲，引力源自这个曲率。

显示来自一个遥远星系的光被它和地球之间的一个的暗物质晕透镜的描画。 (Image credit: Robert Lea (created with Canva))

当来自一个背景天体的光通过被一个大质量天体翘曲的空时时它的路径是弯曲的。这能造成光被放大，这样放大背景体，因此术语透镜。

这种效应也能揭示关于透镜体的东西，包括它的结构。因为暗物质有质量，因此翘曲空间并通过它的引力影响转移光线，透镜效应也能揭示一个引力透镜中暗物质含量的分布。

由斯巴鲁望远镜上的超超优摄像机看到的英仙座星团中的碰撞星系。 (Image credit: HyeongHan et al)

在这个案例中，这个过程揭示了在英仙座星团中暗物质的一个重达200万亿个太阳质量大质量团块的存在。这个团块通过一个远更轻但更重要的暗物质桥被连接到英仙座星系团的核心。

该团队对英仙座星团进行了仿真，揭示了大约50亿年前这个星团与该星团相撞。这个星团留下来的今天仍正在雕塑英仙座星团。

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吉总结道，“这一突破被结合来斯巴鲁望远镜的深度成像数据与我们开发的先进的引力透镜技术弄成可能的——展示透镜技术来揭开宇宙的最大质量结构的隐藏的动力学的能力”。

该团队的研究结果于周三（4月16日）发表在 Nature Astronomy杂志上。