高精度宇宙“质量地图”登上《自然天文学》

美国加州理工学院喷气推进实验室的研究团队用詹姆斯·韦布太空望远镜给我们发回了一幅高精度的宇宙“质量地图”,这个消息已经在《自然·天文学》上登了出来。 这幅地图覆盖了过去110亿年宇宙发展的重要阶段,不仅分辨率比以前的类似图谱提高了一倍多,还把观测的时间点往前推了一大截。天文学家通过詹姆斯·韦布望远镜把目光聚焦在遥远星系身上,特别是那个时间跨度从110亿年前一直到80亿年前、恒星特别活跃的时期。 因为暗物质是个只在暗里头捣蛋、不发出电磁波的家伙,所以它一直是个让人猜不透的大谜团。不过它占了宇宙总物质能量的85%,所以是个很厉害的“幕后主导者”。研究团队利用了宇宙里天然存在的引力透镜效应来对付这个难题。 具体做法是,他们给詹姆斯·韦布望远镜布置了任务,让它对大约25万个遥远星系的形状进行极其细致的测量。当光线经过暗物质聚集区的时候会被弯曲,这就像给这些星系照了个变形的镜子。科学家们通过这些变形的图像反过来推算出了光线走过的路径上有什么物质。 这回拿到的图谱质量比之前那些靠哈勃望远镜做的要高很多。它不光能看到大质量的星系团,还能看到那些连接星系团、构成宇宙网状结构的暗物质细丝。这些“丝线”是气体和星星形成的主要通道。 更重要的是,这次还捕捉到了很多以前因为太暗或者太远而看不清楚的低质量星系群。新地图显示出来的这些大尺度结构特征——比如暗物质晕、细丝和节点——跟现在大家常用的宇宙模型(ΛCDM模型)的预言非常吻合。 这证明我们现在对宇宙怎么形成的理解是对的。这个成果让人类离揭开宇宙“隐形骨架”又近了一步。它不光为科学家研究暗物质的性质和星系的演化提供了基础数据,也为未来检验和完善宇宙学模型打好了基础。 随着韦布望远镜和下一代设备的继续探索,我们对宇宙的了解肯定会越来越多。