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Sep. 18 2025

暗物質造就神秘的愛因斯坦十字架?

  • 具有五個光點的愛因斯坦十字。圖片來源:Nicolás Lira Turpaud (ALMA Observatory) & adapted from Cox et al. 2025

    具有五個光點的愛因斯坦十字。圖片來源:Nicolás Lira Turpaud (ALMA Observatory) & adapted from Cox et al. 2025

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天文學家在研究一個遠方星系的時候,時常會遇到重力透鏡效應,導致影像增亮且分成好幾個影像。然而,近期一組跨國天文研究團隊在研究一個星系時,卻發現影像中的星系好像多了一個?相關研究已於9月16日刊登於最新的《天文物理學》期刊。

該團隊當時正在研究一個名為HerS-3的遙遠星系。他們利用了位於法國阿爾卑斯山上的北方擴展毫米波陣列(NOEMA)和阿塔卡馬大型毫米次毫米波陣列(ALMA)進行研究,而因為在地球和HerS-3之間的前景星系發揮了重力透鏡的功能,使得HerS-3的影像被增亮且分成好幾個。然而,依據對前景星系的質量和廣義相對論進行估算,分裂的影像應該只有4個,但畫面中卻出現了5個影像,形成十分異常的「愛因斯坦十字」。

論文第一作者考克斯(P. Cox)受訪時表示「我們以為是儀器出了問題,並試圖把它弄掉,但它確實存在。」研究團隊不斷利用電腦模擬調整,但光靠前景星系無法解釋為何會有5個圖案。只有加入一個巨大且看不見的質量體,也就是暗物質暈,模型才能與觀測結果相符。

根據目前主流理論估算,暗物質占了宇宙結構中的26.8%。但除了透過重力能感知它的存在,至今還沒有人知道暗物質究竟是什麼東西。重力透鏡效應不僅放大了背景星系,使天文學家可以更詳細地研究其結構,同時也為天文學家了解前景星系周圍的暗物質提供了一個難得的機會。研究團隊希望未來的觀測中可能會出現更多特徵,例如星系外流氣體,將可以驗證他們的模型。或許可以獲得一些新的發現。

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本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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