美國航太總署(NASA) 的詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)觀測了「子彈星系團」(Bullet Cluster,編號 1E 0657-56),拍攝出迄今最精細的紅外影像。天文學家藉此重建這個劇烈碰撞系統的質量分布,首次精確描繪暗物質與星系間恆星的對應關係,並進一步驗證暗物質不會與其他物質產生明顯的交互作用。
子彈星系團是一個極具代表性的天文系統,距離地球約 38 億光年,由兩個極為龐大的星系團在宇宙早期高速碰撞後形成。其名稱來自於觀測上清晰可見的「子彈」形狀結構:星系與暗物質因幾乎不與其他物質作用而持續前進,而高溫氣體則因碰撞受到阻力,滯留於後方,造成質量分布與氣體分布明顯錯開。這種現象提供了觀測暗物質存在與特性的有力證據,也讓子彈星系團成為研究宇宙中重力、碰撞與暗物質行為的重要實驗場。
所有星系大致由四種成分組成:恆星、氣體、塵埃與暗物質。其中暗物質是一種無法直接看到的成分,不會發出、反射或吸收任何光(電磁波),因此無法以望遠鏡直接觀察,但它的存在會透過重力影響星系運動和光線路徑。事實上,在星系與星系團中,大多數的質量都是這種「看不見」的暗物質,它就像是維繫宇宙大尺度結構的隱形骨架。
這次韋伯望遠鏡的觀測中,研究人員分析了 146 個背景星系在子彈星系團前方的重力透鏡效應,繪製出迄今解析度最高的質量分布圖。團隊特別測量了星系團中的三個核心區域,每個區域的質量都極為龐大,約相當於數千個銀河系的總和。雖然這些測量結果比過去估算略低,但精度大幅提升,為後續建立更準確的碰撞模擬與星系團演化模型提供了重要依據。