八个“放大镜”接力,给暗物质晕“拍个照”

浏览次数:64 时间:2020-09-03

暗物质晕终究长啥样?

来自我国科学院国家天文台等国内外单位的研讨人员,使用我国和欧洲的超级计算机,选用一项全新的多重扩大模仿技能,在当时规范国际学模型下,初次取得了国际中全标准暗晕内部结构的明晰图画。相关研讨成果9月2日在线发表于《天然》杂志上。

国际中约85%的物质成分是暗物质,其物质特点与组成恒星、行星以及咱们人类国际的一般物质天壤之别。这些暗物质受引力影响而塌缩,构成的结构体被称为暗晕。一般物质的气体经过冷却,集合于暗晕中心,然后构成灿烂的恒星、星系以及整个光亮的国际。

国际中最大质量的暗晕是包括数百个亮星系的巨型星系团,其质量大约是太阳的百万亿倍,它们的特点现已被天文学家广泛研讨。可是,小质量的暗晕却没有那么走运。它们尽管数量极多,可是人类却对其知之甚少。

“由于它们在整个国际演化前史里一向坚持‘漆黑’, 咱们只能依靠超级计算机经过模仿国际的演化来研讨这些漆黑的超微暗晕。”论文作者之一、我国科学院国家天文台研讨员高亮说,“为了在整个国际的布景框架下研讨只要太阳系巨细的暗晕的内部结构,咱们开发了一种全新的技能。”

研讨人员耗时5年,凭借超级计算机,开发、测验模仿程序,并使用多重扩大技能,成功将小质量暗晕的扩大倍数跨过30个数量级。“在国际中一个典型区域进行的这一超级扩大模仿,需求使用八个‘扩大镜’接力去扩大。其扩大程度相当于在一张月球外表的图片上找到一只跳蚤。”论文榜首作者兼一起通讯作者、我国科学院国家天文台研讨员王杰打了个比方。

这些超级扩大的模仿使研讨人员得以牢靠并翔实地研讨从地球到超级星系团质量暗晕的构成、演化以及内部结构。

“人们一向猜想那些小的暗晕应该和咱们了解的超大暗晕内部结构不一样,但令人惊叹的是,咱们发现一切质量的暗晕居然均具有极为类似的内部结构,即中心细密,往外逐步稀少,而很多的更小的暗物质团块在其相对较外的空间盘绕。”王杰说,假如不知道比例尺,在图画上简直很难区别一个巨大的星系团暗晕和一个只要地球质量巨细的超微暗晕。

这些新取得的对小质量暗晕内部结构的知道,将让天文学家能够使用各种东西去勘探它们,比方引力透镜,动力学和伽马辐射暴的监测。

依据现在的一些理论估测,很多的暗物质粒子会在细密的暗晕中心彼此磕碰,然后湮灭发生伽马辐射暴。“咱们的成果猜测很大一部分辐射来自那些由于太小而不能构成恒星的超微暗晕。”王杰说,“未来的伽马射线观测极或许捕捉到这些辐射信号, 然后让咱们一窥这些国际中的‘超级小矮人’的‘真容’。这将协助咱们验证关于暗物质实质的假定——暗物质或许并不是咱们幻想的‘彻底’是漆黑的。”


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