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由于暗物質(zhì)“看不見、摸不著”，且不會與檢測設(shè)備發(fā)生相互作用，所以科學(xué)家們很難對它展開直接的研究。當(dāng)前的理論是，暗物質(zhì)占據(jù)了宇宙 85% 的質(zhì)量，人類只能通過觀察引力的擾動去管中窺豹。近日，澳大利亞和西班牙的天文學(xué)家們，設(shè)計(jì)了一種新的方法 —— 借助 NASA / ESA 的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕獲的圖像，分析星系團(tuán)中的微弱光線變化，從而“看到”暗物質(zhì)。

天文學(xué)家借助微弱的星光，來繪制宇宙中最難以捉摸的暗物質(zhì)分布。

星系團(tuán)是一個(gè)巨大的，引力束縛的星系聚集體。地球所處的銀河系，就存在于一個(gè)被稱作 Laniakea 的超星系團(tuán)，其中包含了數(shù)十萬個(gè)其它星系。

在一個(gè)星團(tuán)中的天體，會相互作用。有時(shí)它們會被撕裂，自由地漂浮在星系團(tuán)中。當(dāng)這些“流浪者”自由穿過星團(tuán)時(shí)，它們會發(fā)出微弱的“群內(nèi)光線”（intracluster light）。

研究一作、來自澳大利亞新南威爾士大學(xué)的 Mireia Montes 表示：“我們發(fā)現(xiàn)星系團(tuán)中極其微弱的暗中光線，映射了暗物質(zhì)的分布情況”。

此前，天文學(xué)家曾借助‘引力透鏡’來評估星系團(tuán)中的暗物質(zhì)分布。盡管鏡頭在揭示其中暗物質(zhì)的結(jié)構(gòu)方面是有力的，但需要密集的觀察、且耗費(fèi)大量的時(shí)間。

研究合著者、來自西班牙 Instituto de Astrofisica de Canarias 的 Ignacio Trujillo ，提出了只需借助要深空成像的新方法：

比如基于哈勃 Frontier Fields 項(xiàng)目提供的信息，就能夠準(zhǔn)確地推斷出給定星系團(tuán)中的暗物質(zhì)特性。事實(shí)上，Montes 和 Trujillo 的設(shè)計(jì)方法的核心，就是基于引力透鏡效應(yīng)。

此前的研究，已經(jīng)分析過相同的六個(gè)星系團(tuán) —— 借助引力透鏡，研究它們的暗物質(zhì)剖面。由此，Montes 和 Trujillo 可將“群內(nèi)光線”的分布狀況，與早前的分析相互比較。

研究指出，‘群內(nèi)光線’精確地伴隨著整個(gè)星系團(tuán)的暗物質(zhì)分布。在群集中自由漂浮的恒星，也具有與之完全相同的分布特點(diǎn)。

基于哈勃的“前沿領(lǐng)域”（Frontier Fields）和“布法羅”（Buffalo）項(xiàng)目，未來研究還將拓展到比這六個(gè)更大的星系團(tuán)，對它們的邊緣展開進(jìn)一步的觀測。

想要驗(yàn)證這種觀測暗物質(zhì)的新方法是否能夠成立，就在此一舉。

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，應(yīng)發(fā)表在近日出版的《皇家天文學(xué)會月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。原標(biāo)題為：

《Intracluster light: a luminous tracer for dark matter in clusters of galaxies》