此前一些理论曾预测暗物质可能形成较小的
【菜科解读】
哈勃望远镜观测首次发现暗物质小团块的证据

据cnBeta:暗物质是一种在宇宙中大量存在的神秘物质,与常规物质的比例是五比一。
此前一些理论曾预测暗物质可能形成较小的团块。
现在,哈勃望远镜的观测首次发现了这些小团块的证据,这为当时普遍存在的暗物质假说增添了证据。
自20世纪30年代以来,暗物质一直是我们了解宇宙的关键部分,当时天文学家发现,星系团正在以暗示它们比应有的重得多的方式运动。
尽管如此,发现这些东西还是很棘手的,因为它只能通过重力与正常物质相互作用-这意味着我们看不到,听不到,闻不到或尝不到这些东西。
但是,我们可以看到它对周围环境的影响,而暗物质被认为在我们所知道的宇宙形成中发挥着至关重要的作用。
由于其强大的引力,无论暗物质沉积在何处,都会吸引常规物质。
如果在该点聚集了足够多的物质,它将最终变得如此致密,以至于自身坍塌,由此产生的热量和压力便形成了恒星。
将它们聚集在一起,整个星系和星团就诞生在巨大的暗物质云中。
这个故事的版本(目前被最广泛接受)依赖于暗物质的“冷态”,即暗物质的移动相对较慢。
尽管我们有大量证据表明这些巨大的暗物质云将星系束缚在一起,但该理论还表明,神秘暗物质应形成更小的团块。
然而直到现在都没有找到这些证据。
NASA喷气推进实验室(JPL)和加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员现在已经发现了暗物质团块,其质量与客机差不多。

哈勃太空望远镜的负责人 Anna Nierenberg表示:“暗物质比我们在较小尺度上要冷的多。
天文学家以前曾对暗物质理论进行过其他观测试验,但是我们的证据提供了迄今为止尚存在的小块冷暗物质的最有力证据。
通过结合最新的理论预测、统计工具和新的哈勃观测,我们现在有了结果比以前更可靠。
”
为此,他们研究了八种类星体-活跃吸收灰尘的黑洞周围形成的明亮天体-使用一种称为引力透镜的技术。
在这种情况下,遥远的天体是距我们约100亿光年的类星体,较近的天体是距我们约20亿光年的大星系。
星系将光分开,因此每个类星体出现四次。
然后,研究人员可以分析这些畸变,并将其与去除暗物质影响的预期结果进行比较。
这样做,研究小组能够计算出每小块暗物质的质量,这些暗物质似乎位于地球与类星体之间以及星系内部及其周围。
这项研究的研究者Daniel Gilman表示:“想象一下,这八个星系中的每一个都是一个巨大的放大镜。
小的暗物质团块就像放大镜上的小裂缝,与您希望看到的玻璃是否光滑相比,改变了四个类星体图像的亮度和位置。
”
研究小组称,这项研究首次证实了冷暗物质理论的重大预测。
这有助于增加理论的可信度,并且可以消除对描述这些内容的替代理论的需求。
它还可能有助于了解暗物质粒子的属性,从而可以缩小正在进行的搜索中直接检测到它的候选天体的范围。
这项研究在本周举行的美国天文学会会议上进行了介绍。

M87黑洞最新“身份照” 图据新华社 科学家首次发现黑洞周围磁场方向发生彻底翻转,同时确认黑洞本身保持稳定。
这一发现有助于深入理解黑洞如何吸收物质以及形成高速喷流。
M87星系是一个距离地球5500万光年的近邻星系,其中心有一个质量比太阳大65亿倍的黑洞。
作为事件视界望远镜合作计划首个成像的超大质量黑洞 ,它已成为目前全宇宙研究最深入的黑洞之一。
所谓黑洞,是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体。
按照中科院上海天文台研究员路如森的说法,黑洞具有超强引力,即便是光,也无法逃脱它的势力范围。
该势力范围被称作黑洞的半径或被称作“事件视界”。
事件视界望远镜合作组由全球射电望远镜联合组网,形成一个“地球般大小的望远镜”。
M87星系中心超大质量黑洞的首张照片拍摄于2017年,并于2019年发布。
研究人员通过对2017年、2018 年 和2021年的观测数据进行对比,绘制出M87黑洞磁场偏振变化图,从而揭示了其视界之外环境的活跃程度和磁场随时间的剧烈变化。
观测结果显示,黑洞周围环境动态、湍流且不断变化。
观测表明,磁场对物质流动起着重要引导作用——有的物质最终穿过视界消失,有的则被抛射到太空中形成高速喷流,为揭示黑洞喷流形成机制提供了新线索。
不同时期观察到的M87星系中心超大质量黑洞,磁场发生明显旋转变化 此次研究发现,黑洞周围的磁场在2017年呈顺时针螺旋状;
到2018年,磁场方向发生逆转,呈逆时针排列,并趋于稳定;
到2021年,磁场再次以逆时针方向旋转。
黑洞周围磁场在短短几年内发生显著变化,而黑洞本身仍保持稳定。
亚利桑那大学斯图尔德天文台的天文学家雷莫·蒂拉努斯表示:“事件视界望远镜正在开辟黑洞时间域天体物理学的新前沿。
计划在2026年3至4月进行一系列密集观测,我们非常期待捕捉到M87的首部‘电影影像’,这是自首张黑洞照片以来一直在愿望清单上的目标。
” 据了解,当物质靠近黑洞时,它们不会立刻被吞噬,而是被吸引到吸积盘中,在黑洞引力作用下不断旋转和摩擦。
内层气体和尘埃被挤压升温,发射电磁辐射,形成黑洞周身光环。
然而,并非所有物质最终掉入黑洞,其中一部分沿磁力线偏转,向两极加速,高速喷射到太空中,速度接近光速,形成可穿越数百万光年的喷流。
科学家认为,黑洞磁场在这些喷流的形成过程中起关键作用。
对此,德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家爱德华多·罗斯表示:“像M87这样的喷流在塑造宿主星系演化过程中起着关键作用。
它们通过调节恒星形成并将能量输送到广阔空间,从而影响宇宙范围内的物质生命周期。
” 哈佛-史密松森天体物理中心天文学家保罗·蒂德称:“令人惊叹的是,黑洞周围的光环在过去四年间大小保持一致,这印证了广义相对论对黑洞阴影的预言。
环绕视界旋转的带电等离子体充满动态和复杂性,推动理论模型不断向极限挑战,偏振模式也因此发生显著变化。
” 来 源 :红星新闻 编辑:余敏 审定:黄青 核发:邹建宾返回搜狐,查看更多
爱因斯坦的广义相对论认为,引力并不是力,本质是时空弯曲。
广义相对论做出了许多非凡的预测,黑洞就是其中最知名的预测之一。
黑洞非常神秘莫测,因为黑洞的本体不仅不发光,还会吞噬所有的光线。
因此一个处于静默状态下的黑洞,人类是无法直接观测到的,只有那种存在吸积盘和喷流的黑洞,人类才能观测到。
而 事件视界 这个分界面则将黑洞内部与外部分隔开来,使得人类获取不到黑洞内部的任何信息。
理论研究和大量的观测结果,使得科学家相信宇宙中存在数量庞大的恒星级黑洞,并且绝大多数星系中心都存在一个超大质量黑洞,比如银河系中心就存在一个超大质量黑洞 人马座A* 。
位于室女座方向,一个被叫作M87的大型椭圆星系中心的那个超大质量黑洞,是首个被人类看见的黑洞。
科学家使用分布在全球的多个地面大型望远镜,利用甚长基线干涉测量技术,模拟了一个口径等效于地球直径,分辨率是哈勃望远镜1000倍的的虚拟望远镜 事件视界望远镜,简称EHT。
通过这种技术,可以对黑洞进行拍照。
2019年4月,EHT组织公布了M87星系中心的那个超级黑洞的照片,使人类首次看到了黑洞的真实外貌。
2021年3月,EHT又公布了M87黑洞阴影周围的高分辨率偏振图像。
2022年5月,EHT公布了银河系中心那个质量大约是太阳质量400万倍的超大质量黑洞的照片。
在我国科学家的主导下,由全球45个科研机构组成的国际科研团队对EHT所提供的M87黑洞观测数据进行了深入研究,证实M87黑洞确实在自旋。
据中国科学院上海天文台介绍,相关研究成果已于2023年9月27发表在国际著名学术期刊《自然》杂志上。
M87黑洞距离地球大约5,500万光年,质量大约为太阳质量的65亿倍,比银河系中心的那个超大质量黑洞 人马座A* 还大上千倍。
科学家发现M87黑洞的喷流呈现周期性的摆动,摆动周期约为11年,振幅约为10度。
为什么会出现这种现象呢?最合理的解释就是M87黑洞存在自旋。
一个稳定的黑洞可以用三个特性来描述,分别是质量、电荷和自旋。
像这种存在自旋的黑洞,被称为克尔黑洞,而不存在自旋的黑洞则叫史瓦西黑洞。
此前科学家从理论上推测,认为黑洞存在自旋,但一直未证实。
这一新发现为黑洞自旋理论提供了强有力的观测证据,表明黑洞确实存在自旋,这是人类揭开黑洞神秘面纱过程中所获得的十分重要的发现。
并且,黑洞自旋现象符合爱因斯坦广义相对论的相关预测。
前些年天文学家成功观测到了广义相对论所预言的引力波现象,此次新的发现再次体现出了爱因斯坦的伟大,他又对了!