詹姆斯·韦伯千里镜绘制迄今最精细暗物质地图 涵盖近80万个星系 ​

这一不雅测区域早在哈勃千里镜时代就因用于研究星系形成和团簇构造而有名，如今韦伯的红外仪器将视野进一步向更早的宇宙深处推动，捕获到更古老、更暗弱的早期星系，使科学家得以在时光维度上向前追溯暗物质“搭建宇宙脚手架”的过程。研究负责人之一、美国宇航局喷气推动实验室的Diana Scognamiglio表示，新地图在与以往不雅测成果保持整体一致的同时，分辨率和细节都有明显晋升，让宇宙大年夜标准构造的“隐形框架”首度以如斯清楚的方法出现出来。

暗物质被认为约占宇宙总物质的五分之四，但本身既不发光也不接收光，人类无法直接不雅测，只能经由过程其对可见物质和光线的引力效应来“反推”其存在和分布。此次研究采取“弱引力透镜效应”办法：昔时夜标准暗物质在宇宙中形成丝状集合时，其引力会稍微曲折来自更远处背景星系的光线，使这些星系在千里镜成像中产生细微拉伸、扭曲，如同透过哈哈镜或起伏水面看到的倒影。科研团队在韦伯运行首年中对同一片天空累计注目255小时，经由过程对数十万背景星系外形畸变的精确统计，反表演前景暗物质的分布，进而生成高分辨率的暗物质地图。

经由过程叠加暗物质密度分布与星系分布，科研人员不雅察到星系如同“串珠”般沿暗物质纤维分列，验证了“重暗、轻明”的构造演变图景：先是暗物质在宇宙早期形成不平均团块和丝状构造，随后其引力将通俗物质赓续汇聚，其密度在局部区域累积到足以点燃恒星、形成星系与行星体系。介入研究的英国达勒姆大年夜学物理学家Richard Massey形象地指出，暗物质构成了宇宙中一切构造的“引力脚手架”，银河系等大年夜型星系之所以能在数十亿年间保持稳定，很大年夜程度上恰是“挂”在这张由暗物质织成的网之上。

新成果不仅供给了一幅震动的宇宙“底图”，也为将来摸索暗物质本性奠定了重要不雅测基准。未介入该研究的卡内基梅隆大年夜学物理学家Rachel Mandelbaum指出，这批数据将经久为同业所应用，有助于答复宇宙物质若何分布、星系如安在暗物质框架下演变等基本问题。接下来，欧洲航天局的Euclid空间千里镜、美国筹划中的Nancy Grace Roman千里镜，以及智利Vera C. Rubin天文台等项目，将在更大年夜天空区域、不合波段和更长时光标准上开展巡天不雅测，与韦伯供给的高精度暗物质地图互相印证与弥补，推动构建更完全的三维宇宙模型，并慢慢切近亲近暗物质粒子质量、活动特点等关键物理属性的本相。