暗物質橋的首張圖像

來源 Royal Astronomical Society

翻譯 逸軒

審校 程程

研究人員獲得第一張星系間暗物質橋的合成圖像，分析結果顯示暗物質橋在距離不超過 4 千萬光年的星系系統間最為強大。

在這個假彩色像中可見暗物質橋連接了星系間的空間。白色區域代表明亮的星系位置，紅色代表連接星系的暗物質纖維結構。Credit: S. Epps & M. Hudson / University of Waterloo

滑鐵盧大學的研究人員獲得了第一張連接星系的暗物質橋的合成圖像，研究成果發表於《皇家天文科學月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。

該合成圖像由很多獨立圖像綜合而成，它確認了一個預測，即空間中的星系由暗物質通過一張宇宙網相互聯繫，雖然該網路至今尚未被觀測到。

暗物質是一種神秘物質，占整個宇宙的 25%，不發出、吸收或反射任何光線，這讓它很難被傳統方式測量到，除非通過引力。

滑鐵盧大學的天文學教授 Mike Hudson 說道，「幾十年前，研究人員就預測星系間存在暗物質纖維結構，它們作為一種網狀的超級結構將星系聯繫在一起。這張圖讓我們終於跨越了預測，得到了可以觀察和測量的對象。」

在研究中，Hudson 和合作者 Seth Epps（當時為滑鐵盧大學的碩士研究生），使用了稱為弱引力透鏡的技術，其效應表現為遙遠星系的圖像受不可見的大質量物體的引力影響而輕微扭曲，這種大質量物體可能是一顆行星、一個黑洞，或在此處，是暗物質。研究人員通過分析加拿大-法國-夏威夷進行多年巡天觀測的圖像測量到這種效應。

他們整合了位於 45 億光年外超過 23000 個星系對的圖像，合成圖像顯示出了存在於兩個星系間的暗物質。結果顯示暗物質橋在距離不超過 4 千萬光年的星系系統間最為強大。

Epps 說道：「利用這種技術，我們不僅能夠看到宇宙中存在的暗物質纖維結構，還能看到這些纖維結構連接星系的範圍。」

論文基本信息

【題目】The weak-lensing masses of filaments between luminous red galaxies

【作者】Seth D. Epps, Michael J. Hudson

【期刊】Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

【日期】 1 March 2017

【DOI】10.1093/mnras/stx517

【摘要】In the standard model of non-linear structure formation, a cosmic web of dark-matter-dominated filaments connects dark matter haloes. In this paper, we stack the weak lensing signal of an ensemble of filaments between groups and clusters of galaxies. Specifically, we detect the weak lensing signal, using CFHTLenS galaxy ellipticities, from stacked filaments between Sloan Digital Sky Survey (SDSS)-III/Baryon Oscillation Spectroscopic Survey luminous red galaxies (LRGs). As a control, we compare the physical LRG pairs with projected LRG pairs that are more widely separated in redshift space. We detect the excess filament mass density in the projected pairs at the 5σ level, finding a mass of (1.6 ± 0.3) × 1013 M⊙ for a stacked filament region 7.1 h?1 Mpc long and 2.5 h?1 Mpc wide. This filament signal is compared with a model based on the three-point galaxy–galaxy-convergence correlation function, as developed in Clampitt et al., yielding reasonable agreement.

【鏈接】https://academic.oup.com/mnras/article-lookup/doi/10.1093/mnras/stx517

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