子弹状星系团
通过50亿年前开始撞击的两个星系团,天文学家发现了迄今为止最为强有力的证据———证实了暗物质的存在。他们所发现的现象是一个巨大的暗物质环,直径足有260万光年。
到目前为止,暗物质只是通过引力作用使光线发生折射,才被间接发现的。理所当然,暗物质不发出任何光线,但确实像普通物质一样具有引力。
当远方星体的光线照射到暗物质环上的时候,天文学家利用哈勃太空望远镜来探测碰撞中的星系团(被称为ZwC10024+1652,上图)是如何使光线发生折射的。
天文学家把该暗物质环描述成星系团光芒中的圆形波纹。这种波纹就像发生在池塘里的视觉扭曲:往池塘里投入一块石头,池塘底部的诸多小圆石看起来就会走形。
“暗物质好比那清澈见底的池水,诸多小圆石就是背景中纷繁的星体结构,”发现暗物质的研究小组成员之一、约翰·霍普金斯大学的M·詹姆斯·吉(Myungkook James Jee)博士如是说。
暗物质环是如何形成的?
至于暗物质是如何形成环状的,研究小组通过计算机模拟这次星系团的碰撞,对此做出了解释。
在这个虚拟大碰撞中,暗物质先是“落”在碰撞区的中心,然后又向外反弹。在暗物质向外扩张的过程中,其扩张速度由于周围物质的引力而减缓。这种引力形成了暗物质向外扩张时的阻塞,结果形成所看到的环状。
对于地球上的我们,整个暗物质看起来像是一个巨环,因为这次碰撞是我们从前面,而不是从侧面观察到的。
吉博士说:“我们所看到的环状结构跟众星系明显不同。”
子弹状星系团的情况如何?
去年报道的子弹状星系团中发生的碰撞也从某种程度上显示出暗物质的分离,但那是从侧面观察到的同类情况。
加州理工学院的天文学家理查德·马西(Richard Massey)博士指出,现在转变90°视角再度进行观测非常有意义。他说:“如果真是这么回事,那确实太令人激动了!”原因之一就是,如果有一个清晰的实例来明确暗物质从何处与我们认为的普通物质分开,那我们就有可能单独地对暗物质进行研究,进而有可能为研究这种高深莫测的物质到底是什么提供重要的线索。
马西希望通过一些独立的研究人员来证实这一发现。
然而谈何容易!哈勃太空望远镜上用于该发现的仪器———高级巡天照相机去年就停止运行了。马西说,未来的航天飞机或许会承担修理哈勃仪器的任务;如果没有,计划中其他的人造卫星观测站也许能够继续用来进行暗物质的研究。