一項(xiàng)最細(xì)研究顯示，一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系群是由遠(yuǎn)古時(shí)期4個(gè)不同的星系群在數(shù)億年間相撞后形成的。

這個(gè)星系群名為阿貝爾-2744，即潘多拉星系群，天文學(xué)家們近期結(jié)合多臺(tái)太空或地面望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)進(jìn)行正和分析之后得到了有關(guān)其歷史的這一見解，即這個(gè)星系群似乎是多個(gè)不同星系群過去在大約3.5億年間逐漸相撞合并后形成的產(chǎn)物。

這項(xiàng)研究的第一作者來自美國密歇根大學(xué)的瑞納托·杜普克(Renato Dupke)說：“我們叫它潘多拉星系群，因?yàn)樗鼉?nèi)部有著那么多奇特的現(xiàn)象。其中有些現(xiàn)象我們?cè)诖酥皬奈匆娺^。”

一個(gè)巨大而遙遠(yuǎn)的星系群

星系群是由成百上千個(gè)不同的星系組成的集群，這是宇宙中由引力聚合起來的最大結(jié)構(gòu)尺度。阿貝爾-2744離我們銀河系非常遙遠(yuǎn)，距離達(dá)30億光年。

為了搞清楚阿貝爾-2744的一些神秘特征，研究人員調(diào)動(dòng)了一些大型天文設(shè)備，包括美國宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡，歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)以及日本國立天文臺(tái)的昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡等等。

這樣細(xì)致的研究結(jié)果是，小組繪制出了阿貝爾-2744星系中不同物質(zhì)和質(zhì)量的分布圖。

研究人員發(fā)現(xiàn)在可見光波段，由甚大望遠(yuǎn)鏡和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測的影像中的成員星系質(zhì)量僅僅占據(jù)了阿貝爾-2744星系總質(zhì)量的5%不到。其它大約20%的質(zhì)量是彌散的氣體物質(zhì)，這些氣體呈現(xiàn)高溫狀態(tài)，發(fā)出強(qiáng)烈的X射線輻射，因而能被錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡觀測到。

那么剩下的是什么呢？是暗物質(zhì)——一種看不見摸不著，也無法直接探測到的神秘物質(zhì)。這是因?yàn)樗鼈儾缓统Ｒ?guī)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此也就無法對(duì)其進(jìn)行直接的觀測。

但是這并非意味著暗物質(zhì)無跡可尋，它們盡管不發(fā)生反應(yīng)，但是它們擁有質(zhì)量。因此通過對(duì)引力場異常的觀測，仍然可以判斷暗物質(zhì)的存在。為了確定阿貝爾-2744星系中暗物質(zhì)的分布，研究人員們采用了“引力透鏡效應(yīng)”觀測技術(shù)。簡單地說，就是觀察更遠(yuǎn)方背景星系發(fā)出的光被位于前景位置的暗物質(zhì)引力場彎曲的現(xiàn)象。

這樣的光線彎曲會(huì)造成星系圖像的扭曲失真，而這種失真扭曲現(xiàn)象是可以被哈勃和甚大望遠(yuǎn)鏡觀察到的。通過對(duì)這種扭曲情況的仔細(xì)分析，研究人員反演出了造成這種扭曲的暗物質(zhì)在星系群中的分布位置圖。

為阿貝爾-2744制作地圖

總而言之，這樣的結(jié)果是，他們找到了這個(gè)星系群形成于一次復(fù)雜的星系撞擊的證據(jù)，這種撞擊留下了一些有趣的痕跡。

“阿貝爾-2744似乎是在大約3.5億年的時(shí)間段內(nèi)，先后由4個(gè)的不同星系群相互撞擊合并而成的?！眮碜悦绹蜖柕哪臻g望遠(yuǎn)鏡研究所的丹·科爾(Dan Coe)說?！捌鋬?nèi)部各種不同物質(zhì)呈現(xiàn)的雜亂分布非常不同尋常?！?/p>

研究人員表示，在撞擊過程中似乎造成了炙熱氣體和暗物質(zhì)的分離，因此現(xiàn)在它們兩者位于分開的位置上。撞擊還導(dǎo)致這些物質(zhì)和星系物質(zhì)分離，潘多拉星系群中有很多只有在不同的單個(gè)星系群中出現(xiàn)的獨(dú)特性質(zhì)，它將它們混合到了一起。

靠近星系群的中心位置可以觀測到一個(gè)沖擊激波區(qū)，這里是兩個(gè)原始星系群的炙熱氣體相互高速撞擊的區(qū)域。很明顯暗物質(zhì)在這次撞擊中毫無影響地穿過去了。

在這一星系群的其他位置，可以看到星系和暗物質(zhì)，但是看不到熱氣體。這里的氣體可能已經(jīng)在撞擊中被剝離了，留下的只是一些稀薄的痕跡。

而在星系群的外部，還有更加特別的線索。這里存在大量的暗物質(zhì)，但是可見物質(zhì)很少?？梢娢镔|(zhì)都被拋射出了更遠(yuǎn)的外緣位置。

這些特別的線索將有助于科學(xué)家們逐漸弄清暗物質(zhì)的性質(zhì)，以及宇宙中各種不同要素之間的相互作用機(jī)理。研究人員將對(duì)阿貝爾-2744星系進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以便了解更多的信息。

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