哈勃揭示了一个意想不到的差异：当前暗物质理论中缺少一种成分吗？

本艺术家的印象代表了Galaxy Cluster MACSJ 1206中的小规模浓度的暗物质。天文学家测量了由该簇引起的重力透镜的量，以产生其中的暗物质分布的详细图。暗物质是看不见的胶水，使星星在星系内保持在星系内，并弥补了宇宙中的大部分问题。

美国宇航局/欧洲航空航天局/欧洲航空航天局/欧洲兽空航天站望远镜和欧洲南部天文台在智利的非常大的望远镜（VLT）的观察发现，暗物质的行为的理论可能缺少某些东西。这种缺失的成分可以解释为什么研究人员在大规模星系集群和理论​​计算机模拟中，研究人员在暗物质的样本中的观察结果之间发现了意想不到的差异，以及暗物质的理论计算机模拟应该如何分配在簇中。新发现表明，一些小规模浓度的暗物质产生了比预期更强的10倍的镜头效果。

暗物质是在星系中保持星星，灰尘和气体的无形胶水。这种神秘的物质弥补了银河系的大部分，形成了我们宇宙的大规模结构的基础。因为暗物质不发射，吸收或反射光，所以它的存在是通过其在空间中可见物质上的引力拉出来了解的。天文学家和物理学家仍然试图抓住它是什么。

该哈勃太空望远镜图像显示了大规模的Galaxy Cluster Macsj 1206。嵌入星团中的是遥远背景星系的扭曲图像，被视为弧线和污迹。这些扭曲是由簇中的暗物质引起的，其重力弯曲并从遥远的星系中放大光，这是一种称重透镜的效果。这种现象允许天文学家研究远离星系，否则会过于微弱，
无法看到。图域测量了该簇引起的引力透镜的量，以产生其暗物质分布的详细地图。暗物质是不可见的胶水，使星星在星系内保持在星系内，并弥补了宇宙中的大部分问题。哈勃
图像是2011年通过先进的摄像机进行的可见和红外光观测的组合，用于调查和调查宽野相机3.Credits：
NASA，ESA，G. Caminha（格罗宁大学），M. Meneghetti（Bologna天体物理学和空间科学天文台），P. Natarajan（耶鲁大学）和冲突队。

银河系集群，最具巨大和最近的宇宙组装的结构，也是暗物质的最大存储库。簇由inpidual成员星系组成，这些星系在很大程度上被暗物质的重力一起保持在一起。

“银河集群是学习目前可用的宇宙的数值模拟的理想实验室，我们可以从引力透镜中易地再现，”意大利博洛尼亚天体物理学和空间科学的InAFMo Meneghetti说，该研究的领先作者。

该视频从大型Galaxy Cluster Macsj 1206的NASA / ESA Hubble空间望远镜的图像开始。嵌入星团中的是遥远背景星系的扭曲图像，被视为弧线和污迹。这些扭曲是由簇中的暗物质引起的，其重力弯曲并从遥远的星系中放大光，这是一种称重透镜的效果。这种现象允许天文学家研究远程星系，否则会太昏暗。

然后，视频显示了艺术家对小型浓度的暗物质的印象（在蓝色的这个视频中表示）。暗物质是看不见的胶水，使星星在星系内保持在星系内，并弥补了宇宙中的大部分问题。这些蓝色光环反映了星系集群的暗物质如何分布，通过哈勃太空望远镜的新结果揭示。这是通过测量重力透镜的量来实现的天文学家团队。

“我们对本研究中的数据进行了大量的测试，我们确信这种​​不匹配表明一些物理成分缺少模拟或我们对暗物质本质的理解，”meneghetti。

“真正的宇宙的一个特征是我们根本不是在我们当前的理论模型中捕获，”耶鲁斯大学Priyamvada Natarajan在康涅狄格州康涅狄格州，美国康涅狄格州康涅狄格州的一名高级理论家之一。“这可能导致我们目前对暗物质的性质及其性质的理解，因为这些精致的数据允许我们探讨最小尺度的暗物质的详细分布。”

该视频显示了艺术家对重力透镜现象的印象。

通过测量光的弯曲 - 重力透镜效果来绘制簇中的暗物质的分布 - 它们产生的。暗物质中浓缩的暗物质的重力放大并扭曲远离背景物体的光。这种效果产生了背景星系的形状的扭曲，它们出现在簇的图像中。引力透镜通常还可以产生相同远距离星系的多个图像。

簇中的暗物质浓度越高，其光弯曲效果越大。与史式簇星系相关的较小暗块的存在较小的暗物质，增强了扭曲的水平。在某种意义上，Galaxy Cluster是一种大型镜头，其嵌入其中嵌入其中许多较小的镜片。

该NASA / ESA Hubble空间望远镜图像显示了大规模的Galaxy Cluster Macsj 1206。嵌入星团中的是遥远背景星系的扭曲图像，被视为弧线和污迹。这些扭曲是由簇中的暗物质引起的，其重力弯曲并从遥远的星系中放大光，这是一种称重透镜的效果。这种现象允许天文学家研究远离星系，否则将太微弱地看待。在图像
上的偏光是暗物质的小规模浓度（在这个艺术家的蓝色印象中代表）。暗物质是看不见的胶水，使星星在星系内保持在星系内，并弥补了宇宙中的大部分问题。这些蓝色光环反映了星系集群的暗物质如何分布，通过哈勃太空望远镜的新结果揭示。这是通过测量重力透镜的量来实现的天文学家团队。

望远镜的宽阔的田间相机3和调查的先进相机采取了哈勃的清晰图像。再加上欧洲南部天文台非常大的望远镜（VLT）的光谱，该团队产生了准确，高保真，暗品地图。通过测量镜头扭曲，天文学家可以追踪暗物质的数量和分布。三个关键的Galaxy集群Macs J1206.2-0847，Macs J0416.1-2403和Abell S1063是两个哈勃调查的一部分：与哈勃（冲突）程序的边界字段和集群镜头和超新星调查。

对于团队的惊喜，除了由每个簇的重力透镜产生的遥远星系的戏剧性弧和漫长的特征外，哈勃图像还揭示了一个意外的较小弧形弧和扭曲的图像，嵌套在每个群集的核心附近，其中最大星系居住。研究人员认为嵌套镜片是由近在群体簇星系内的密集浓度的重力产生的。后续光谱观察测量了恒星在几个簇星系内的速度旋转，以将销钉放在肿块中。

来自NASA / ESA Hubble Space Telescope的此图片显示了Galaxy Cluster Macs 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批量分布，并利用这些集群的重力镜头效应，对同行甚至更深入地进入远处的宇宙
。研究人员的团队使用了近200个遥远星系形象，其光线已经弯曲和通过这个巨大的群集放大，与哈勃数据的深度相结合，以比以往更精确地测量该群集的总质量。

“来自哈勃和VLT的数据提供了出色的协同作用，”InsumentàDegliStudi di Ferrara的共享团队成员Piero Rosati在意大利，他领导了光谱活动。“我们能够将星系与每个集群联系起来并估计他们的距离。”

“恒星的速度让我们估计了每个史式银河系的群众，包括暗物质的数量，”意大利博洛尼亚的天体物理学和空间科学的Inaf-Dealtancatory的团队成员Pietro Bergamini。

通过组合哈勃成像和VLT光谱，天文学家能够识别数十个乘法，镜头，背景星系。这允许它们在每个簇中组装良好的校准的高分辨率映射的暗物质的质量分布。

NASA / ESA Hubble Space Telescope是前沿领域程序的一部分，观察到银河系集群的Abell S1063。巨大的群体充当宇宙放大镜，扩大了更远的星系，因此它们变得足够亮，以便哈勃看到。

该团队将带有类似质量的模拟星系集群的样本与具有类似质量的暗物质地图进行了比较，位于大致相同的距离。计算机模型中的群集没有显示最小尺度上的任何相同级别的暗品浓度 - 与inpidual群集星系相关联的尺度。

“这些分析的结果进一步展示了意大利的Inaf-Stroromicical天文台的团队成员Elena Rasia的观察结果和数值模拟。

“随着先进的宇宙学模拟，我们可以匹配本文分析的观察质量，允许比例的详细比较，”意大利大学的斯特凡诺博尔根斯蒂芬·布尔根

包括这支球队的天文学家，期待继续探讨暗物质及其奥秘才能最终放下其性质。

阅读哈勃的令人震惊的暗物质发现：观察结果表明宇宙配方中缺失的成分，了解更多关于这一发现。

参考：Massimo Meneghetti，Guido Davoli，Pietro Bergamini，Piero Rosati，Priyamvada Natarajan，Carlo Giocoli，Gabriel B. Caminha，R。Benton Metcalf，Elena Rasia，Stefano Borgani和Francesco，“在星系团中观察到的小规模引力透镜过多” Calura，Claudio Grillo，Amata Mercurio和Eros Vanzella，2020年9月11日，科学。
10.1126 / science.aax5164

哈勃太空望远镜是欧空局与美国宇航局之间国际合作的一个项目。

本研究中的国际天文学家团队包括M. Meneghetti，G. Davoli，P.Bergamini，P. Rosati，P. Natarajan，C.Giocoli，GB Caminha，RB Metcalf，E.RASIA，S. Borgani，F。 Calura，C.Grillo，A. Mercurio和E. Vanzella。