美國國家航空航天局·羅曼太空望遠鏡尋找暗物質團的跡象

一幅插圖。一個代表仙女座星係的橢圓形圓盤呈一定角度，指向左下角和右上角，占據了大約三分之一的視野。它的核心呈現出最亮的白色，周圍是一個較薄的橢圓形，白色略淺，有幾條棕色線條貫穿其中。它的邊緣有許多代表星星的小藍點。一些不規則形狀的線條代表球狀星團流。左上角是一條較暗的藍色弧線。它的右邊是一條更大、更寬的白線，不到銀河係長度的一半。這條更直的線有一個缺口，然後在一個粗略的三角形中繼續。靠近銀河係藍色恒星填充區域的左下方是另一條看起來像弧形的流光。它的右側也有一個缺口。更多不規則、相當暗淡的藍色線條出現在星係右側下方。背景是黑色的。有時，當恒星圍繞一個大質量星係運行時，它們可能會從球狀星團中剝離出來。研究人員已經在我們的銀河係中發現了幾個例子——他們還發現了這些環狀卷須之間的間隙。是什麽造成了這些差距？一種可能性是:一種被稱為暗物質的物質。隨著南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡的發射，天文學家將利用其巨大的高清圖像首次發現附近星係中更多的潮汐流——以及可能伴隨的間隙。一個主要的候選者是我們的鄰居仙女座星係，它出現在上圖中。很快，研究人員不僅能夠識別仙女座菌株中的潮汐流，他們還可能利用羅曼的精細分辨率來確定這種神秘物質的更多屬性。致謝:uux.cn/約瑟夫·奧姆斯特德·美國國家航空航天局
（神秘的地球uux.cn）據美國宇航局（克萊爾·布魯姆）：宇宙中一些最細微的細節——細長恒星群之間的間隙——可能很快會幫助天文學家比以往任何時候都更詳細地揭示暗物質。美國國家航空航天局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡發射後，到2027年5月，研究人員將利用其圖像探索從球狀星團中拉出的環狀恒星卷須之間存在什麽。具體來說，他們將專注於圍繞我們鄰近的仙女座星係運行的球狀星團的潮汐流。他們的目標是找出更多這些潮汐流的例子，檢查恒星之間的間隙，並理想地確定暗物質的具體特性。
球狀星團流就像在宇宙中飄動的絲帶，沿著它們的軌道引領和尾隨它們起源的球狀星團。它們在我們銀河係中的長度變化很大。非常短的恒星流相對年輕，而完全環繞星係的恒星流可能幾乎與宇宙一樣古老。一條完全環繞仙女座星係的流可能超過30萬光年長，但不到3000光年寬。
有了羅曼，天文學家將首次能夠在附近的星係中搜索球狀星團恒星流。羅曼的寬視場儀器有18個探測器，將產生200倍於哈勃太空望遠鏡近紅外相機大小的圖像——分辨率略高。
“羅曼將能夠拍攝仙女座星係的巨大快照，這是任何其他望遠鏡都不可能做到的，”最近一篇有關該主題的論文的主要作者、加州斯坦福大學博士後克裏斯蒂安·阿甘澤分享道。“我們還預計羅曼將能夠單獨探測恒星。“
想象一下結果:羅曼拍攝的大量精美的圖像將使研究人員能夠輕鬆識別仙女座中許多球狀星團流的例子。迄今為止，天文學家使用太空和地麵上現有的望遠鏡僅限於研究我們銀河係內數量略少的球狀星團流。

即將到來的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡的寬視場儀器的巨大足跡顯示了它的相機在單個圖像中可以觀察到多少。（寬視場儀器有18個方形探測器。）在這個腳印內是一個模擬的羅馬圖像。背景是來自數字化巡天的仙女座星係主盤的地麵圖像。美國國家航空航天局月球勘測軌道飛行器拍攝的滿月照片按比例提供。仙女座在天空中的直徑約為3度，而月球的直徑約為0.5度。（實際上，月球比仙女座小得多，但也近得多。）寬視場儀器的足跡在單次拍攝中捕獲了0.28平方度的天空。仙女座星係是一個螺旋星係，其大小和結構與我們的銀河係相似，但質量更大。它距離地球大約250萬光年。信用:uux.cn/圖像:美國國家航空航天局，美國國家航空航天局-GSFC，亞利桑那州立大學，羅伯特詹德勒DSS模擬:美國國家航空航天局，STScI，本傑明·威廉姆斯（華盛頓大學）
恒星之間是暗物質嗎？
暗物質，許多人認為是一種粒子，還不能直接觀察到，因為它不發射、反射、折射或吸收光。如果我們看不見它，我們怎麽知道它在那裏？“我們看到了暗物質對星係的影響，”Aganze澄清道。“例如，當我們對星係如何旋轉進行建模時，我們需要額外的質量來解釋它們的旋轉。暗物質可能會提供那部分缺失的質量。”
所有的星係，包括銀河係，都被一個暗物質暈所包圍。隨著天文學家對暗物質性質的了解越來越多，他們可能會發現星係暈可能還包含大量較小的暗物質子暈的證據，這些子暈是由模型預測的。伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的研究助理教授、合著者Tjitske Starkenburg解釋說:“這些光環可能大致呈球形，但它們的密度、大小以及它們是否存在目前尚不清楚。”
羅曼將重新定義他們的搜索。“我們預計暗物質將與球狀星團流相互作用。如果這些子暈存在於其他星係中，我們預測我們將在球狀星團流中看到可能由暗物質引起的間隙，”斯塔肯堡繼續說道。“這將為我們提供有關暗物質的新信息，包括存在哪種暗物質暈以及它們的質量。”
Aganze和Starkenburg估計，Roman將有效地在附近的星係中提供所需的數據-總共隻需要一個小時-這些觀測結果可能會被高緯度廣域測量捕獲。
斯塔肯伯格還將通過她對另一個項目的貢獻為這項調查奠定基礎，該項目最近被美國國家航空航天局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡研究和支持參與機會計劃選中資助。她解釋說:“這個團隊計劃通過開發一個更詳細的理論框架來模擬球狀星團如何形成恒星流。”“我們將繼續預測形成流的球狀星團起源於何處，以及這些流是否可以用羅曼觀測到。”
Aganze還對目前或即將上線的其他項目感到興奮。他說:“歐洲航天局的歐幾裏德任務已經開始探索宇宙的大尺度結構，這將有助於我們更多地了解暗物質的作用。”維拉·c·魯賓天文台將很快以類似的目標反複掃描夜空。當我們為羅曼做準備時，這些任務的數據將對限製我們的模擬非常有用。”
南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡由位於馬裏蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心管理，參與單位包括美國國家航空航天局噴氣推進實驗室和南加州的加州理工學院/IPAC分校、位於巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所，以及一個由來自不同研究機構的科學家組成的科學團隊。主要的工業合作夥伴是科羅拉多州博爾德的鮑爾航空航天技術公司；佛羅裏達州墨爾本的L3Harris技術公司；和加州千橡市的Teledyne科學成像公司。

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