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揭秘銀河系的隱形盾牌:探索暗物質暈的神秘地圖!

2024-07-12科學

每當科學家們討論起繪制銀河系地圖的時候,我總會想起探索宇宙的復雜性。畢竟,我們生活在銀河系之中,想要從內部了解它的樣子或者繪制出它的地圖,這可真不是一件容易的事。我們能夠看到的物質的地圖還算容易繪制,但要描繪出那些看不見的暗物質,那難度就更大了。

盡管挑戰重重,一群天文學家們認為他們已經利用造父變星和來自蓋亞任務的數據,成功地繪制出了圍繞我們銀河系的暗物質光暈。在鄰近的宇宙中,我們發現幾乎三分之一的盤星系盤面都呈現出一種彎曲的形狀,就像一個扭曲的圓盤,這種現象被稱為「盤彎曲」,連我們的銀河系也不例外。星系旋轉起來就像一個旋轉的陀螺,由於周圍暗物質的重力作用,星系盤面會出現一種叫做「進動」的擺動現象。多年來,測量這種進動一直是一項挑戰。

暗物質是一種神秘而不可見的物質,人們認為它構成了宇宙約27%的品質-能量含量。與普通物質不同,暗物質不會發射、吸收或反射光,我們只能透過它的重力效應來探測到它。它的存在可以從星系的旋轉速度、重力透鏡效應和宇宙微波背景中推斷出來。盡管科學家們已經進行了大量的研究,但暗物質的確切性質仍然是個謎,它是物理和宇宙學領域中最重大的未解之謎之一。人們認為這種不可見的物質環繞著大多數星系。

最近,【自然天文學】國際科學雜誌發表了一篇名為「由逆行進動的銀河盤面彎曲揭示的略微扁平的暗物質光暈」的研究論文。這項研究由中國科學技術大學、北京大學、中國科學院國家天文台和上海交通大學聯合領導,介紹了一種創新的「運動畫面」方法來測量銀河系盤面彎曲的進動率。

研究的核心是造父變星,這是一種脈動星,其亮度因外層周期性膨脹和收縮而以規律周期變化。它們的脈動周期與實際亮度直接相關,因此可以用來測量太空中的距離。透過比較造父變的表觀亮度和已知的光度,我們可以確定它與地球的距離。

這個團隊分析了2600顆不同年齡的造父變星樣本,以觀察銀河系彎曲的進動方向和速率。這些測量顯示,目前銀河系的暗物質光暈略微扁平,就像一個在極地被擠壓的球體,並且它以每百萬年0.12度的速度向後旋轉。這些發現為我們理解銀河系的結構和暗物質的性質提供了新的線索。