天文学家将比以往任何时候都更精确地映射Galaxy群集

来自NASA / ESA Hubble Space Telescope的此图片显示了Galaxy Cluster MCS J0416.1-2403。这是Hubble Frontier Fields程序研究的六个中的六个。该计划旨在分析这些巨大群集中的质量分布，并使用这些簇的引力镜头效应，以更深地进入远处宇宙。

天文学家使用了近200张遥远星系形象，结合了Hubble数据，以比以往更精确地测量Galaxy Cluster MCS J0416.1-2403的总质量。

使用NASA / ESA Hubble Space Telescope的天文学家已经比以前更精确地映射了Galaxy集群内的质量。使用Hubble的边界字段观察程序的观测创建，该地图显示了MCS J0416.1-2403中质量的数量和分布，一个大规模的星系集群被发现为阳光质量的160万亿次。由于新的哈勃观察结果提供的前所未有的数据以及称为强重力透镜的宇宙现象，因此可以使该群众地图中的细节成为可能。

测量宇宙中远处物体内的质量的量和分布可能非常困难。天文学家通常使用的伎俩是通过研究它们在远离它们之外的极远的物体上的光的引力效应来探索大型星系的内容。这是哈勃前沿领域的主要目标之一，一个雄心勃勃的观察程序扫描六种不同的Galaxy集群 - 包括MCS J0416.1-2403，集群在这个惊人的新图像中显示[1]。

宇宙中的大块群体翘曲并扭曲它们周围的时空。表现得像镜片，它们似乎放大并弯曲光线从更多的远处物体[2]。

尽管他们的大量群众，但是银河系集群对周围环境的影响通常非常少。在大多数情况下，它们导致称为弱镜头的内容，使得更远的源极差异仅略微更椭圆或涂抹在天空中。然而，当群集足够大而致密并且簇的对齐和遥控物恰到好处时，效果可以更加戏剧性。普通星系的图像可以转化为环和扫描光弧，甚至出现在同一图像内几次。这种效果被称为强透镜，并且存在这种现象，这是由前沿领域程序针对的六个星系集群中看到的，这已被用于使用新的Hubble数据来映射MCS J0416.1-2403的质量分布。

“数据的深度让我们看到非常微弱的物体，并使我们能够识别比以往任何时候都更强烈的镜头的星系，”南非的天体物理学和宇宙学研究单位Matrilde Jauzac解释说：南非的主要作者新的前沿田纸。“即使强大的镜头放大了背景星系，它们仍然很远，非常晕倒。这些数据的深度意味着我们可以识别令人难以置信的遥远的背景星系。我们现在知道群中的多个镜头星系的四倍以上，比我们之前所做的那样多。“

使用Hubble的调查高级相机，天文学家识别了群集中的51个新的乘法成像星系，在以前的调查中的数字，并将透镜星系的总和达到68。因为这些星系看出了几次，这相当于近200个近200次近似的镜头图像，这可以在框架上看到。这种效果允许Jauzac和她的同事计算群体中可见和暗物质的分布，并产生质量的高度约束图[3]。

“虽然我们已经知道如何使用强镜头映射群集超过二十年的群众，但它需要很长时间才能获得足够深刻和急剧观测的望远镜，以及我们的模型对我们来说足够复杂在这种前所未有的细节中地图，一个像MCS J0416.1-2403复杂的系统，“团队成员Jean-Paul Kneib说。

通过研究最可靠明显明显的星系，天文学家在MCS J0416.1-2403中建模了正常和暗物质的质量。“我们的地图是此集群的任何型号的两倍！”添加了jauzac。

MCS J0416.1-2403中的总质量 - 被建模为超过650,000岁的轻型年 - 被发现为阳光质量的160万亿倍。该测量比任何其他群集图更精确，并且是曾经产生的最精确的[4]。通过精确定位质量在像这样的簇内的群体的位置，天文学家也在测量高精度的时空翘曲。

“边界领域”观测和引力透镜技术已经开辟了一种非常精确地表征远处物体的方法 - 在这种情况下，这是一个群体到目前为止，它的光已经拍摄了四十亿年来联系我们，“添加了Jean-Paul Kneib 。“但是，我们不会在这里停下来。为了获得完整的群众图片，我们也需要包括弱镜头测量。虽然它只能给出簇的内核核心粗略估计，但弱镜头提供了有关集群核心围绕的质量的有价值的信息。“

该团队将继续使用超深漏洞成像和详细的强大和弱镜头信息来研究群集，以映射集群的外部区域以及其内核，因此能够检测集群周围环境中的子结构。它们还将利用热气和光谱红移的X射线测量来映射群集的内容物，评估暗物质，气体和恒星的各自贡献[5]。

组合这些数据来源将进一步增强该批量分布图的细节，以3D显示出来，包括其中内部的星系的相对速度。这铺平了了解这个星系集群的历史和演变。

笔记

[1]群集也称为MACS J0416.1-2403。

[2]宇宙中的大型物体的时空翘曲是Albert爱因斯坦的一般相对论理论的预测之一。

[3]引力透镜是少数几种天文学家必须了解暗物质的方法之一。暗物质，它占宇宙中所有物质的四分之三，不能直接看出，因为它不会发射或反射任何光线，并且可以通过其他物质而不会摩擦（它是碰撞）。它只通过重力互动，并且必须从其引力效应推导出来。

[4]测量的不确定性仅为太阳质量的0.5％，或1万亿倍。这可能看起来不是准确，但它是诸如此类的测量。

[5] NASA的Chandra X射线天文台用于在簇中获得热气体的X射线测量，地面的观察者提供测量光谱射频所需的数据。

出版物：M. Jauzac等人，“Hubble Frontier Fields：使用200多图像的Galaxy ClusterJ0416.1-2403∼的高精度强镜头分析，”MNRAS，2014,443（2）：1549-1554; DOI：10.1093 / mnras / stu1355

研究报告的PDF副本：哈勃前沿领域：Galaxy Cluster MacsJ0416.1-2403使用〜200多图像的高精度强镜头分析

图像：ESA / HUBBLE，NASA，HST前沿领域;确认：Mathilde Jauzac（达勒姆大学，英国和天体物理学＆宇宙学研究单位，南非）和Jean-Paul Kneib（ÉcolePolytechniqueFédéraledeLausanne，瑞士）