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新的證據表明,數以百計由暗物質組成的未見矮星系環繞著我們的銀河系和其他大型可見星系。科學家們認為,宇宙中必須有 80% 到 90% 是由這種尚未被探測到的物質構成,才能解釋觀測到的宇宙結構。根據愛因斯坦的理論,如此高濃度的物質應該會扭曲周圍的空間並彎曲光線,就像玻璃透鏡一樣。考慮到這一點,加州大學聖地亞哥分校和馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理中心的的天體物理學家們分析了來自遙遠星系的光線如何被中間的透鏡星系扭曲,以便間接搜尋暗物質星系。
這種所謂的引力透鏡效應可以將單個星系的影像分裂成兩個或多個影像。想象一下一塊岩石部分地阻擋了一條溪流,使水流繞過它形成兩條小溪——一個位於遙遠光源和地球之間的星系也同樣可以將射向我們星球的光束偏轉成多條光流,從而產生多個影像。(參見上面的影像,其中描繪了類星體 MG 0414+534,顯示了由中間星系的引力透鏡效應引起的多個影像。)這些多個影像的數量和外觀取決於中間星系內部的質量分佈。如果透鏡星系被許多較小的星系包圍,那麼如果其中一個透鏡影像與一個暗物質星系對齊,則該影像的亮度可能會顯著增強。
研究人員尼爾·達拉爾和克里斯托弗·S·科查內克觀察了七個透鏡星系,每個星系都將一個遙遠星系的光線分成四個亮度各異的影像。他們確定,為了解釋在背景星系的多個影像中檢測到的亮度變化,大約 2% 的透鏡星系的質量必須以隱形的暗物質矮星系暈的形式存在。然而,科學家們仍然困惑的是,為什麼這些暗物質星系幾乎不包含或根本不包含恆星,因為它們質量的 10% 到 20% 應該以正常物質的形式存在。“隱藏如此多的物質是困難的,”達拉爾觀察到。這些發現將發表在 6 月 10 日出版的《天體物理學雜誌》上。