암흑 물질과 그 행동에 대한 우리의 이해는 핵심 성분이 빠질 수 있습니다. 더 중력 렌즈, 거대한 물체에 의한 시공간과 빛의 경화는이 우주적 미스터리를 해결하기위한 완벽한 레시피로 이어질 수 있습니다.
우주 총 질량의 70-90% 사이의 어느 곳에서도 그 중력의 영향이 문자 그대로 은하수와 같은 은하가 날아가는 것을 방해한다는 사실에도 불구하고 과학은 여전히 암흑 물질에 대해 어둠 속에 있습니다.
전 세계의 연구원 들이이 애매한 물질의 본질과 구성을 조사 할 때, 저널 science 에 발표 된 연구. 암흑 물질 이론이 중요한 성분을 놓칠 수 있다고 제안합니다. 그 부족은 문자 그대로 은하를 함께 붙잡는 문제에 대한 우리의 이해를 방해했습니다.
우리의 암흑 물질 이론과 그 행동에서 누락 된 것이 거대한 은하 클러스터의 샘플에서 암흑 물질 농도의 관찰과 그러한 클러스터에 어떻게 암흑 물질이 분포되어야하는지에 대한 이론적 컴퓨터 시뮬레이션의 비교에서 나타났습니다.
허블 우주 망원경과 매우 큰 망원경 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (Atacama Desert of Chile)의 대형 망원경 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (VLT) 어레이 (Atacama Desert)에서 이탈리아의 천문학 자 메네 게티 (Massimo Meneghetti)가 이끄는 천문학 자의 팀인 천문학 자들과 우주 과학의 비 어두함이 어둠의 클러스터가 10 번 더 크게 생각되는 것으로 보인다는 것을 발견했다고 밝혔다.
Meneghetti는“Galaxy 클러스터는 현재 이용 가능한 우주의 수치 시뮬레이션이 중력 렌즈에서 우리가 유추 할 수있는 것을 잘 재현하는지 여부를 연구하는 이상적인 실험실입니다. "우리는이 연구에서 데이터에 대한 많은 테스트를 수행했으며,이 불일치가 일부 물리적 성분이 시뮬레이션이나 암흑 물질의 본질에 대한 이해에서 누락되었음을 나타냅니다."
.중력 렌즈를 추가하십시오
팀이 암흑 물질의 불일치를 설명한다고 믿는 렌즈는 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 요인으로, 중력은 실제로 질량이 시공간에 미치는 영향임을 시사합니다. 이 효과에 대한 가장 일반적인 비유는 볼링 볼이 놓일 때 스트레칭 고무 시트에 생성 된 왜곡입니다.
별이나 은하 곡선 공간에서 비롯된 공간에서의 효과는 물체를 통과 할 때 빛의 경로를 구부린다. 중력 렌즈라고도하는 것은 일반적으로 별처럼 작거나 은하만큼 큰 배경 물체가 전경 물체 앞에서 움직일 때 일반적으로 보입니다. 하늘의 명백한 위치를 제공합니다.
이 렌즈가 관찰자의 도착 시간이 다르기 때문에 빛의 경로가 변하는 극단적 인 경우에는 다양한 지점에서 밤하늘에 배경 물체가 나타날 수 있습니다. 이것의 아름다운 예는 아인슈타인 링입니다. 여기서 단일 물체가 링과 같은 배열을 형성하는 여러 번 나타납니다.
암흑 물질은 중력을 통해서만 상호 작용하기 때문에 전자기 상호 작용도 무시하기 때문에 중력 렌즈는 현재 그 존재를 유추하고 은하에서 암흑 물질 클러스터의 위치를 매핑하는 가장 좋은 방법입니다.
상상할 수 있듯이 위의 '고무 시트'비유로 돌아가서 대포는 볼링 볼보다 시트에서 더 극단적 인 '덴트'를 만들어 골프 공보다 더 큰 쥐를 만듭니다. 마찬가지로, 암흑 물질의 클러스터가 클수록 - 질량이 클수록 - 공간의 곡률과 빛이 더 극단적으로 더욱 극단적입니다.
그러나 이제 고무 시트의 볼링 볼이 대리석으로 둘러싸여 있다면 어떻게 될지 상상해보십시오. 개별 왜곡이 작지만 누적 효과는 상당 할 수 있습니다. 팀은 이것이 작은 암흑 물질 클러스터로 일어나고있는 일일 수 있다고 생각합니다. 이 소규모 암흑 물질 덩어리는 전체 왜곡을 향상시킵니다. 어떤면에서, 이것은 작은 렌즈가 포함 된 큰 렌즈로 볼 수 있습니다.
고 충실한 암흑 물질지도를 요리합니다
천문학 자 팀은 Hubble의 Wide Field Camera 3에서 촬영 한 이미지와 고급 카메라 조사 결합 된 스펙트럼 데이터를 유럽 남부 천문대 (ESO) VLT에서 수집 한 고급 카메라 조사를 통해 고 충실도 암흑 물질 맵을 생산할 수있었습니다. 이지도를 사용하고 Macs J1206.2–0847, MacS J0416.1–2403 및 Abell S1063의 세 가지 주요 클러스터에 중점을 둡니다. 연구원들은 렌즈 왜곡을 추적했으며 그로부터 암흑 물질의 양과 분포 방법을 추적했습니다.
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이탈리아의 Università Degli Studi di Ferrara 인 Piero Rosati 팀원은“Hubble과 VLT의 데이터는 훌륭한 시너지를 제공했습니다. "우리는 은하를 각 클러스터와 연관시키고 거리를 추정 할 수있었습니다."
.이로 인해 팀은 각 클러스터의 중력 렌즈에 의해 생성 된 먼 은하의 극적인 호와 길쭉한 특징 외에도 허블 이미지는 예상치 못한 일을 보여 주었다.
팀은이 중첩 렌즈가 개별 클러스터 은하의 중심에서 밀도가 높은 물질에 의해 생성된다고 생각합니다. 그들은 후속 분광 관측을 사용하여 이러한 클러스터 내의 별 속도를 측정하고 바이러스 정리로 알려진 계산 방법을 통해 이러한 클러스터의 질량을 확인했으며, 그 결과로 포함 된 암흑 물질의 양을 확인했습니다.
이러한 다른 출처의 관찰 융합은 팀이 여러 번 이미지화 된 수십 개의 배경 렌즈 은하를 식별 할 수있게 해주었다. 그런 다음 연구원들은이 고급스러운 암흑 물질지도를 가져 와서이를 거의 같은 거리에 위치한 비슷한 덩어리를 가진 시뮬레이션 된 갤럭시 클러스터의 샘플과 비교했습니다.
.이 시뮬레이션 된 은하 클러스터는 동일한 암흑 물질 클러스터 농도를 나타내지 않았습니다. 적어도 개별 클러스터 은하와 관련된 소규모는 아닙니다.
이 불균형의 발견은 천문학자가 더 나은 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 설계하고 암흑 물질 클러스터를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이 개선 된 이해는 궁극적 으로이 풍부하고 지배적 인 형태의 물질이 무엇인지 발견하게 될 수 있습니다.
독창적 인 연구 :Meheghetti. M., Davoli. G., 베르가미니. P., et al,‘은하 클러스터에서 관찰 된 소규모 중력 렌즈, Science, [2020],
