一項新的研究表明，恆星從它們出生的星系中被撕裂出來，漂浮在巨大的星系團中，它們可以充當暗物質探測器。“我們發現了一種‘看到’暗物質的方法，”澳大利亞新南威爾士大學(University of New South Wales)的這項研究的主要作者米莉亞•蒙特斯(Mireia Montes)在一份聲明中說。“我們發現，星系團中非常微弱的光，也就是星系內發光(ICL)，反映了暗物質的分佈，內光提供了一種更好的探測方法。”
星系團ZwCl0024+1652
（圖：暗物質的幽靈環漂浮在星系團ZwCl0024+1652中，這是迄今為止暗物質存在的最強證據之一。天文學家認為暗物質環是由兩個巨大的星團之間的碰撞產生的。）
暗物質在整個宇宙中比構成你我、岩石、樹木、行星和恆星的“普通物質”要豐富6倍。但是暗物質仍然難以研究，因為正如它的名字所暗示的那樣，這種物質不發出任何形式的光。科學家只能間接地確認它的存在，通常是通過對普通物質的引力作用。例如，天文學家通過研究大質量星系團如何扭曲其背後物體的光線，繪製出大質量星系團中的暗物質分佈圖，這種現象被稱為引力透鏡效應。但蒙特斯和西班牙卡納里亞斯天體研究所的伊格納西奧•特魯希略(Ignacio Trujillo)說，這樣的工作既複雜又耗時。
星系團碰撞
(圖：錢德拉X射線天文臺和哈勃太空望遠鏡捕捉到了一場星系團的強烈碰撞,這種星系團的碰撞表明了暗物質和普通物質之間的明顯區別)
星系團中的大部分恆星被限制在它們的組成星系內。這些恆星並不能追蹤暗物質的擴展分佈，因為它們位於星團暗物質亞暈的中心區域。然而，一小部分恆星預計將遵循星團內的暗物質分佈形狀。這些恆星的擴展空間分佈是星系合併活動的結果，並形成了內發光(ICL)。在這項工作中，我們比較了六個不同的大質量星系團中暗物質的二維分佈(由引力透鏡模型追蹤)和ICL的分佈。為了做到這一點，我們使用了來自哈勃前沿領域計劃的極好的數據。比較修改後的豪斯多夫距離(磁流體動力MHD)的量化質量和內發光(ICL)分佈之間相似之處, 我們發現兩個組分之間具有極好的一致性(MHD∼25 kpc)。這一結果表明，內發光(ICL)精細地跟蹤了暗物質的分佈，為暗物質提供了精確的發光示蹤劑。這一發現開啟了一種可能性，即僅使用深度成像觀測，就可以詳細探索星團中暗物質的分佈。
Abell S1063星系團
（圖：Abell S1063星系團，包含了物質和暗物質，就像一個放大鏡，扭曲了它背後物體的視覺。利用這種“引力透鏡效應”來計算星系團中暗物質的分佈。或者研究內發光(藍色可見)，它跟隨暗物質的分佈。）
蒙特斯說:“就我們目前的技術所能研究的範圍而言，這些恆星的分佈與暗物質完全相同。”蒙特斯和特魯希略說，研究內發光(ICL)相對容易——你所需要的只是深場成像——這意味著研究人員可以在相對不久的將來將數據集擴展到六個星團之外。研究人員補充說，這些工作可以由哈勃望遠鏡和未來的儀器完成，包括NASA耗資88億美元的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)，該望遠鏡計劃於2021年3月發射。特魯希略在同一份聲明中說:“我們有可能通過研究數百個星系團，在未來的幾年裡探索出令人興奮的可能性。”
這項新研究發表在10月23日的《皇家天文學會月刊》網絡版上。圖片來源：M. Montes(新南威爾士大學)/NASA/ESA/Hubble /X-ray/Author Bio
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