Chandra和Hubble找到可能有助于识别暗物质的线索

这里有六种不同的星系集群，与美国宇航局的哈勃太空望远镜（蓝色）和Chandra X射线观测所（粉红色）在一项研究中，在群集碰撞时，在星系集群中的暗物质行为的研究中进行了研究。共有72个大集群碰撞。

在一个新出版的研究中，天文学家使用来自Chandra的X射线和来自Hubble的光学数据来帮助缩小暗物质的可能性，并为暗物与自身相互作用的新限制。

使用NASA的哈勃太空望远镜和Chandra X射线天文台的观测，天文学家发现，当与本身碰撞时，暗物质不会减速，这意味着它与之前的思想少于先前的思考。研究人员称，这一发现缩小了这种神秘物质可能的选择。

暗物质是一种无形的物质，弥补了大部分宇宙。因为暗物质不反映，吸收或发光，所以它只能间接地追踪，例如通过重力透镜测量它的扭曲空间，在此期间，来自远处的光源的光被暗物质的重力扭曲。

要了解有关暗物质和测试这些理论的更多信息，研究人员以类似于可见问题的实验的方式研究 - 通过观察它撞到其他物体时发生的事情。在这种情况下，观察下的碰撞物是星系簇。

研究人员使用了哈勃和Chandra观察这些空间碰撞。具体而言，哈勃用于在碰撞之后映射恒星和暗物质的分布，这通过其对背景光的重力透镜效应来追踪。Chandra用于检测碰撞煤气云的X射线排放。结果发表于3月27日的杂志。

“暗物质是我们长期以来一直试图解开的谜团，”华盛顿州NASA科学任务局助理管理员John Grunsfeld说。“随着这些伟大的观察者的组合能力，在扩展任务中，我们更接近理解这种宇宙现象。”

星系集群由三种主要成分制成：星系，煤气云和暗物质。在碰撞期间，周围的气云周围的气囊碰撞彼此并减慢或停止。通过从天然气拖动的情况下，星系的影响要小得多，因为它们内的恒星之间的巨大差距，并不互相慢。

“我们知道天然气和星星如何对这些宇宙崩溃以及他们从残骸中涌现的地方。比较暗物质的行为如何帮助我们缩小它实际的东西，“瑞士ÉcoleGolechniqueFédédédédédéraledauusanne（EPFL）的领先作者David Harvey说。

哈维和他的团队研究了72个大集群碰撞。碰撞发生在不同的时间，并从不同角度观看 - 部分来自侧面，其他角度来看。

该团队发现，像星系一样，暗物质继续直接穿过剧烈的碰撞而不会放缓。这意味着暗物质不会与可见颗粒相互作用，并通过其他暗物质而不是先前思想的相互作用。暗物质拖着其他暗物质，星系的分布会转移。

“以前的一项研究在子弹集群中看到了类似的行为，”达勒姆大学的团队成员在英国。“但是很难解释你看到的是一个例子。每次碰撞都需要数亿岁，所以在人类的寿命中，我们只能从单个相机角度看到一个冻结框架。现在我们已经研究了这么多碰撞，我们可以从整个电影一起开始，更好地了解正在发生的事情。“

有了这个发现，团队成功地缩小了暗物质的属性。粒子物理学理论家现在有一套较小的未知数，在构建模型时可以解决。

“目前尚不清楚我们预期的暗物质与自己互动，因为暗物质已经反对我们所知道的一切，”哈维说。“我们从先前的观察结果中知道它必须合理弱互动。”

暗物质可能具有丰富和复杂的性质，并且仍有几种其他类型的研究相互作用。这些最新结果排除了创造强烈摩擦力的相互作用，导致暗物质在碰撞期间减速。

该团队还将研究其他可能的相互作用，例如暗物质颗粒彼此弹跳，如台球，并导致暗物质颗粒通过碰撞或暗物质斑点被从云中弹出或用于改变形状。该团队还希望研究涉及史式星系的碰撞，这更为普遍。

“暗物质仍有几个可行的候选人，所以游戏没有结束。但我们正在靠近答案，“哈维说。“这些天文巨大的粒子侵犯者最终让我们瞥见我们周围的黑暗世界，但刚刚遥不可及。”

哈勃太空望远镜是美国宇航局与欧洲航天局（ESA）之间国际合作的项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）进行哈勃科学行动。STScI由位于华盛顿的天文学研究大学协会为NASA运营。

NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

出版物：David Harvey等，“碰撞星系集群中的暗物质的非投资相互作用，”2015年3月27日：卷。 347号。 6229 PP 1462-1465; DOI：10.1126 / science1261381

研究报告的PDF副本：暗黑物质在碰撞星系集群中的非重力相互作用

图像：美国宇航局和欧空局