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Sloan Digital Sky Square提供了新的洞察力,对暗物质晕

时间:2021-10-21 20:55:01 来源:

模拟星系集群的图像,显​​示了来自Surhud的Astrophysical Journy的2015年纸的边界的证据或“Edge”,Benedikt Diemer和Andre Kravtsov。

使用Sloan Digital Sky调查来查看星系周围的暗物质的分布,宾夕法尼亚大学的天文学家揭示了宇宙中最神秘的物质之一。

在20世纪70年代,研究人员注意到了关于星系的运动奇怪的事情。螺旋星系边缘的所有物质都像星系的内部一样快地旋转。但根据重力定律,郊区的物体应该移动较慢。

说明:一种称为暗物质的物质形式,不直接与光相互作用。许多研究人员现在认为,超过80%的宇宙问题被视为神秘的,如未被发现的暗物质颗粒,这会影响物体如何在星系内移动到星系与星系和星系集群如何聚集在一起第一名。这种暗物质远远超出了星系中最远的星星的范围,形成研究人员称之为暗物质晕。虽然星系内的星星全部旋转在整洁的组织盘中,但这些暗物质颗粒就像一群蜜蜂,在随机方向上移动,使它们保持膨胀以平衡内向的重力。

HALO密度分布的两种模型的二维比较。这两个模型都来自于SDSS中的数据。具有Splashback功能的模型(“边缘”)符合没有边缘的模型更好的数据。新测量提供了证据,即存在这种“边缘”。

Bhuvnesh Jain是宾夕法尼亚艺术学院的物理教授,博士后埃里克·贝克特正在进行研究,可以为这些晕的结构提供新的见解。他们调查了这些暗物质晕是否有边缘或边界。

“人们普遍认为,从与银河系的问题到星系之间的问题,这也是一个非常顺利的过渡,这也是引力地吸引到星系和集群,”Jain说。“但是,几年前使用计算机仿真,芝加哥大学的研究人员表明,对于银河系,预期急剧边界,提供了一个明确的转换,我们应该通过仔细分析数据进行仔细分析。”

科学家认为这个地区或“边缘”是由于“Splashback效果”。“你有这个坐在那里的这个大暗物质光环,”贝尔特说,“它在整个历史上都是严重的物质。因为这一事件被拉入了,它变得更快,更快。当它最终落入光环时,它会转动并开始轨道。转变的是人们已经开始呼叫Splashback,因为东西在某种意义上溅回来。“

当问题“溅回来”时,它会减慢。因为这种效果发生在许多不同的方向上,所以它导致了在光环边缘的物质的积累,并且在该位置以外的物质的数量中陡峭的掉落。这是宾夕法尼亚州的研究人员在数据中探索的。

使用Sloan Digital Sky Square,或SDSS,Baxter和Jain看着周围的星系分布。他们在世界各地的机构组建了专家团队,以检查成千上万的星系集群。使用统计工具对周围的数百万条星系进行联合分析,他们发现了群体边缘的下降。芝加哥大学的百万和合作司机千路昌威举报了一篇论文报告了调查结果,在天体物理杂志中被公布。

除了看到这个边缘时,他们在看银河系分布时,球队还以星系颜色的形式看到了它的证据。当一个星系充满气体并形成许多大,热的星星时,当科学家拍摄它时,热量会导致它出现蓝色。“但那些大明星生活非常短的生活,”巴克斯特说。“他们爆炸了。你留下的是这些较小的,长时间生活的较小的明星,那些是红色的。“

当科学家们看待集群内的星系时,它们显得红色,因为它们不是形成星星。“以前的研究表明,在群体内部有相互作用,可以导致星系停止形成星星,”Baxter说。“例如,您可以想象,例如,星系落入群集,来自星系的气体被簇内的气体剥离。失去了气体后,银河系将无法形成许多恒星。“因此,研究人员希望通过群集花费更多时间的星系将出现红色,而刚开始陷入困境的星系将出现蓝色。

研究人员注意到在边界上右侧的颜色突然转变,为他们提供了更多的证据表明暗物质晕有一个边缘。“看到这种敏锐的颜色变化真的很有意思,令人惊讶的是,”杰恩说,“因为银河系的变化是一个非常缓慢和复杂的过程。”

研究人员正在使用对达到黑暗能量调查或DES的百万星系的更深层次的调查进行了另一篇论文。SDS和DES都使用巨大的相机制造天空的巨大地图,即Jain所说的智能手机中的摄像机并不是非常不同,而是更大,更精确,更精确地建造数百万美元。

在DES中,当相机打开时,它需要几分钟曝光,然后移动到天空的不同部分。在使用不同的过滤器的几年内重复此过程,以允许科学家以多种颜色进行调查。DES允许研究人员进行扩展的测量,推动到更高的距离。

研究人员不测量星系的分布,而是使用称为重力透镜的天体物理现象来探测暗物质晕圈。在重力透镜中,随着物质对其发出重力弯曲的光。研究人员可以分析天空的图像,看看如何在它们后面的星系形象拉伸图像。“如果有的话,灯会弯曲,”Baxter说。“通过测量这些偏转,我们可以测量直接浓郁的质量,因为大多数肿块是我们看不到的暗物质,所以这是探测暗物质的独特方式。”

在对宇宙的基本理解方面,Baxter表示,暗物质是现在最大的谜团之一。“你看着天空,即使是最大的光学望远镜,你也没有看到星系的光线,”Jain说。“这只是这个暗物质。”

研究人员希望他们的研究将有助于更好地了解宇宙中占据了大约80%的神秘物质。如果他们可以标记暗物质光环的边缘,它会允许他们测试爱因斯坦的重力理论和暗物质的性质。

“这只是一种寻找群集的新方式,”Jain说。“一旦找到边界,您可以研究星系如何与群集交互的标准物理,以及暗物质和重力的性质是什么可能的未知物理。”

学习:SDSS中Galaxy簇的光环边界


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