长得好像微血管,占了宇宙总物质85%的暗物质,是什么样的?

许多科学家认为,宇宙的组成并非只有我们所见到的行星、恒星,其实还有一大部分是由我们看不见的“暗物质”所组成,那暗物质到底长什么样呢?

暗物质到底是什么?目前仍是一个谜,因为人类目前为止还无法用最新的科技证实暗物质的存在,尽管暗物质被认为占了宇宙总物质的85%,但它因为不像行星、恒星般会与光互相作用,目前仅能通过其重力影响间接推测有暗物质的存在。

首张暗物质模拟图出炉!由无数暗物质晕相互串联而成

为了一探暗物质的奥秘,哈佛史密松天体物理中心(Smithsonian Astrophysical Observatory)的研究团队,首次通过模拟可视化出宇宙的组成,其中就包含了暗物质可能会长得样子,团队将这个可视化的结果通过宇宙网(The Cosmic Web)结构呈现,模拟出暗物质在宇宙中以光晕的方式,通过像是微血管丝线般互相连接串起而成。

研究学者认为,气体会沿着细丝信道进入暗物质晕的中心,并在中心汇集起来,最终形成恒星与星系,而暗物质的互相串联,可想象成汽车能通过高速公路到各个城市一样。

暗物质晕质量差距大,却都有相似结构与特性

因为没有人确定暗物质是由什么构成的,团队采用了目前主流的暗物质理论来创建起模拟模型:暗物质是由大质量弱相互作用粒子(WIMP)组成,而这种WIMP粒子是普通质子质量的100倍。

研究结果除了得出这份可视化的宇宙网图外,团队也发现,暗物质是由相似的暗物质晕连接、组织而成,而且无论大小都具有相似的特性与结构,在暗物质晕的中心处组成最密集、越边缘就越分散。

研究作者Sownak Bose透露,虽然这些暗物质晕可能成形于不同的宇宙时期,并通过不同的过程形成,不过它们都循着一套可预测、通用的方式在运行着,尽管暗物质的尺寸范围很大,暗物质晕的组成还是非常具有一致性。

WIMP粒子碰撞产生γ射线找出小型暗物质晕形成

这次的研究着重在小型的暗物质暗物质晕上,因为研究人员可以通过间接观察星系的周围来了解大型暗物质晕,但是要观察小型暗物质晕需要通过侦测WIMP粒子碰撞时产生的能量,这个过程称为暗物质烟灭(dark-matter annihilation)。

当WIMP粒子在暗物质晕的中心发生碰撞时,会产生伽马(γ)射线,而Bose也透露,暗物质烟灭作用是我们唯一可以辨认出小型暗物质暗物质晕的方法,或许在未来可以使用伽马射线望远镜发现到暗物质,而研究团队也希望这次的新发现,可以帮助激起更多关于暗物质暗物质晕如何形成与相互作用的研究。

参考资料

《Business Insider》

发表评论