美國國家航空航天局·羅曼太空望遠鏡尋找暗物質(zhì)團的跡象

2025-12-10 18:49:23 分類：休閑 閱讀(839)

一幅插圖。一個代表仙女座星系的航空航天橢圓形圓盤呈一定角度，指向左下角和右上角，局羅保定徐水區(qū)外圍資源.1662+044-1662.占據(jù)了大約三分之一的空望視野。它的遠鏡核心呈現(xiàn)出最亮的白色，周圍是尋找象一個較薄的橢圓形，白色略淺，暗物有幾條棕色線條貫穿其中。質(zhì)團它的美國曼太邊緣有許多代表星星的小藍點。一些不規(guī)則形狀的航空航天線條代表球狀星團流。左上角是局羅一條較暗的藍色弧線。它的空望右邊是一條更大、更寬的遠鏡白線，不到銀河系長度的尋找象保定徐水區(qū)外圍資源.1662+044-1662.一半。這條更直的暗物線有一個缺口，然后在一個粗略的三角形中繼續(xù)。靠近銀河系藍色恒星填充區(qū)域的左下方是另一條看起來像弧形的流光。它的右側(cè)也有一個缺口。更多不規(guī)則、相當暗淡的藍色線條出現(xiàn)在星系右側(cè)下方。背景是黑色的。有時，當恒星圍繞一個大質(zhì)量星系運行時，它們可能會從球狀星團中剝離出來。研究人員已經(jīng)在我們的銀河系中發(fā)現(xiàn)了幾個例子——他們還發(fā)現(xiàn)了這些環(huán)狀卷須之間的間隙。是什么造成了這些差距？一種可能性是:一種被稱為暗物質(zhì)的物質(zhì)。隨著南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡的發(fā)射，天文學家將利用其巨大的高清圖像首次發(fā)現(xiàn)附近星系中更多的潮汐流——以及可能伴隨的間隙。一個主要的候選者是我們的鄰居仙女座星系，它出現(xiàn)在上圖中。很快，研究人員不僅能夠識別仙女座菌株中的潮汐流，他們還可能利用羅曼的精細分辨率來確定這種神秘物質(zhì)的更多屬性。致謝:uux.cn/約瑟夫·奧姆斯特德·美國國家航空航天局
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國宇航局（克萊爾·布魯姆）：宇宙中一些最細微的細節(jié)——細長恒星群之間的間隙——可能很快會幫助天文學家比以往任何時候都更詳細地揭示暗物質(zhì)。美國國家航空航天局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡發(fā)射后，到2027年5月，研究人員將利用其圖像探索從球狀星團中拉出的環(huán)狀恒星卷須之間存在什么。具體來說，他們將專注于圍繞我們鄰近的仙女座星系運行的球狀星團的潮汐流。他們的目標是找出更多這些潮汐流的例子，檢查恒星之間的間隙，并理想地確定暗物質(zhì)的具體特性。
球狀星團流就像在宇宙中飄動的絲帶，沿著它們的軌道引領(lǐng)和尾隨它們起源的球狀星團。它們在我們銀河系中的長度變化很大。非常短的恒星流相對年輕，而完全環(huán)繞星系的恒星流可能幾乎與宇宙一樣古老。一條完全環(huán)繞仙女座星系的流可能超過30萬光年長，但不到3000光年寬。
有了羅曼，天文學家將首次能夠在附近的星系中搜索球狀星團恒星流。羅曼的寬視場儀器有18個探測器，將產(chǎn)生200倍于哈勃太空望遠鏡近紅外相機大小的圖像——分辨率略高。
“羅曼將能夠拍攝仙女座星系的巨大快照，這是任何其他望遠鏡都不可能做到的，”最近一篇有關(guān)該主題的論文的主要作者、加州斯坦福大學博士后克里斯蒂安·阿甘澤分享道。“我們還預計羅曼將能夠單獨探測恒星。“
想象一下結(jié)果:羅曼拍攝的大量精美的圖像將使研究人員能夠輕松識別仙女座中許多球狀星團流的例子。迄今為止，天文學家使用太空和地面上現(xiàn)有的望遠鏡僅限于研究我們銀河系內(nèi)數(shù)量略少的球狀星團流。

即將到來的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡的寬視場儀器的巨大足跡顯示了它的相機在單個圖像中可以觀察到多少。（寬視場儀器有18個方形探測器。）在這個腳印內(nèi)是一個模擬的羅馬圖像。背景是來自數(shù)字化巡天的仙女座星系主盤的地面圖像。美國國家航空航天局月球勘測軌道飛行器拍攝的滿月照片按比例提供。仙女座在天空中的直徑約為3度，而月球的直徑約為0.5度。（實際上，月球比仙女座小得多，但也近得多。）寬視場儀器的足跡在單次拍攝中捕獲了0.28平方度的天空。仙女座星系是一個螺旋星系，其大小和結(jié)構(gòu)與我們的銀河系相似，但質(zhì)量更大。它距離地球大約250萬光年。信用:uux.cn/圖像:美國國家航空航天局，美國國家航空航天局-GSFC，亞利桑那州立大學，羅伯特詹德勒DSS模擬:美國國家航空航天局，STScI，本杰明·威廉姆斯（華盛頓大學）
恒星之間是暗物質(zhì)嗎？
暗物質(zhì)，許多人認為是一種粒子，還不能直接觀察到，因為它不發(fā)射、反射、折射或吸收光。如果我們看不見它，我們怎么知道它在那里？“我們看到了暗物質(zhì)對星系的影響，”Aganze澄清道。“例如，當我們對星系如何旋轉(zhuǎn)進行建模時，我們需要額外的質(zhì)量來解釋它們的旋轉(zhuǎn)。暗物質(zhì)可能會提供那部分缺失的質(zhì)量。”
所有的星系，包括銀河系，都被一個暗物質(zhì)暈所包圍。隨著天文學家對暗物質(zhì)性質(zhì)的了解越來越多，他們可能會發(fā)現(xiàn)星系暈可能還包含大量較小的暗物質(zhì)子暈的證據(jù)，這些子暈是由模型預測的。伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的研究助理教授、合著者Tjitske Starkenburg解釋說:“這些光環(huán)可能大致呈球形，但它們的密度、大小以及它們是否存在目前尚不清楚。”
羅曼將重新定義他們的搜索。“我們預計暗物質(zhì)將與球狀星團流相互作用。如果這些子暈存在于其他星系中，我們預測我們將在球狀星團流中看到可能由暗物質(zhì)引起的間隙，”斯塔肯堡繼續(xù)說道。“這將為我們提供有關(guān)暗物質(zhì)的新信息，包括存在哪種暗物質(zhì)暈以及它們的質(zhì)量。”
Aganze和Starkenburg估計，Roman將有效地在附近的星系中提供所需的數(shù)據(jù)-總共只需要一個小時-這些觀測結(jié)果可能會被高緯度廣域測量捕獲。
斯塔肯伯格還將通過她對另一個項目的貢獻為這項調(diào)查奠定基礎(chǔ)，該項目最近被美國國家航空航天局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡研究和支持參與機會計劃選中資助。她解釋說:“這個團隊計劃通過開發(fā)一個更詳細的理論框架來模擬球狀星團如何形成恒星流。”“我們將繼續(xù)預測形成流的球狀星團起源于何處，以及這些流是否可以用羅曼觀測到。”
Aganze還對目前或即將上線的其他項目感到興奮。他說:“歐洲航天局的歐幾里德任務已經(jīng)開始探索宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)，這將有助于我們更多地了解暗物質(zhì)的作用。”維拉·c·魯賓天文臺將很快以類似的目標反復掃描夜空。當我們?yōu)榱_曼做準備時，這些任務的數(shù)據(jù)將對限制我們的模擬非常有用。”
南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡由位于馬里蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心管理，參與單位包括美國國家航空航天局噴氣推進實驗室和南加州的加州理工學院/IPAC分校、位于巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所，以及一個由來自不同研究機構(gòu)的科學家組成的科學團隊。主要的工業(yè)合作伙伴是科羅拉多州博爾德的鮑爾航空航天技術(shù)公司；佛羅里達州墨爾本的L3Harris技術(shù)公司；和加州千橡市的Teledyne科學成像公司。