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[國際合作][天文物理] 天文物理學家首度發現宇宙暗物質分佈的形狀

[國際合作][天文物理] 天文物理學家首度發現宇宙暗物質分佈的形狀(英文版

《中研院新聞稿》(2010/04/29)暗物質(dark matter)是宇宙中的一個謎,多年來令天文物理學界著迷不已。暗物質原先是一種假設存在的物質,用來解釋觀測到星系、星系團,甚至整個宇宙的質量不一致問題。由於暗物質無法被可見光所探測,且所謂「暗物質粒子」的存在尚未證實,截至目前科學家僅能從它對其他天體所造成之重力影響、背景輻射或相關理論模型加以推斷其存在。中研院天文及天文物理研究所博士後研究人員岡部信広博士(Dr. Nobuhiro Okabe),日前參與一組跨國團隊,首度證實天文學界目前對暗物質的主流預測模型,這個模型描述暗物質在大質量星系團呈現近似橢圓的扁平狀分佈。該論文於2010年4月23日刊登於《皇家天文學會月報(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)》網站上。

該研究團隊運用Subaru 望遠鏡的主焦(點)相機(Subaru Telescope’s Prime Focus Camera,亦簡稱為Suprime-Cam)觀察25個大質量星系團,藉由重力透鏡來詳細測量這些星系團的暗物質空間分佈。星系團是研究暗物質分佈的理想場域,因為它們含有成千上萬的星系,且納有大量的暗物質。研究者利用Suprime-Cam取得了大質量星系團的廣角影像(這些星系團位於地球30億光年以外的距離),並依這些影像來測量和分析暗物質之分佈。

該團隊經過詳細分析圖像中的重力透鏡效應,取得明確的證據顯示暗物質在這些星系團的分佈,平均來說,暗物質的分佈呈現出非常扁平的形狀,而非簡單的球形輪廓。該扁平化程度相當大,其橢圓形的長軸與短軸比例相當於2:1。此發現創下壯舉,首度成功展現天文學家利用重力透鏡,直接偵測出暗物質分佈的扁平化現象。研究結果同時顯示,觀察所得的扁平化程度與暗物質的主流理論結果一致。

除了岡部博士,本研究另外三位研究人員為日本國立天文台(National Astronomical Observatory of Japan)的大栗真宗博士(Dr. Masamune Oguri),日本東京大學(University of Tokyo)的高田昌広博士(Dr. Masahiro Tanaka)與英國伯明罕大學(University of Birmingham)葛蘭史密斯博士(Dr. Graham Smith)。

這項研究是星團次結構普查計畫(LoCuSS)的一部分,該計畫結合Subaru觀測資料以及其他各種如電波、紅外線、可見光和X射線望遠鏡的觀測資料,展開對星系團的系統研究,以揭示星系團物理學和宇宙學的新面向為目的。

論文標題為:〈Direct measurement of dark matter halo ellipticity from two-dimensional lensing shear maps of 25 massive clusters〉。《皇家天文學會月報》是頂級的天文期刊,2008年的專業影響指數超過5。

參考網站:http://www3.interscience.wiley.com/journal/123375492/abstract


新聞聯繫人:
曾耀寰博士,中央研究院天文及天文物理研究所籌備處研究助技師
''.phorum_html_encode('yhtseng@asiaa.sinica.edu.tw').'' (Tel) +886-2-23665458
葉方珣,中央研究院總辦事處公關室 ''.phorum_html_encode('hongsum@gate.sinica.edu.tw').''
(Tel)886-2-2789-8820 (Fax)886-2-2782-1551 (M)0922-036-691
林美惠,中央研究院總辦事處公關室 ''.phorum_html_encode('mhlin313@gate.sinica.edu.tw').''
(Tel)886-2-2789-8821 (Fax)886-2-2782-1551 (M)0921-845-234


深入資訊:
中研院新聞稿 2010/04/29



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