[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


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中研院新聞稿 2010/04/29



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