科學家已經知道宇宙大型星系、星系團之間具有以氣體或塵埃絲線連接成為一張宇宙網的結構,以前的研究用來自望遠鏡的數據繪製了很多宇宙網結構圖。一份新研究認為,可能暗物質是構成這種宇宙網結構的支架,並推出了第一張暗物質橋樑模型圖。

是以暗物質的形式存在,而這些暗物質組成了名為『宇宙網』這種大規模結構的支架。」主要研究員之一美國賓夕凡尼亞州立大學(Pennsylvania State University)的天體物理學家鄭東熙(Donghui Jeong)說。

「因為宇宙網決定著各個星系內和星系之間物質運動的模式,所以了解暗物質的分佈是研究大規模結構的關鍵。可是,宇宙網結構的細節是未知的,因為裏面的主要成份——暗物質和高溫的星系間介質,都是很難探測的物質。」

這份研究採用了另一個辦法,把各個星系現有的分佈數據輸入人工智能系統,將其訓練成一個暗物質分佈預測模型,推出了這張暗物質橋樑結構圖。

研究介紹說,他們使用距離銀河系6.5 億光年範圍內,共約1.7萬個星系的數據訓練這套系統。由於現在技術無法直接觀測到任何暗物質,所以這套模型提供的暗物質分佈的準確度無法從另一個角度得到證實。不過,目前這是一個創新的辦法,讓人們看到暗物質一個可能的分佈模式。從圖上看到了不少以前科學家不知道的細節。

比如,這張圖清晰地展示了包含我們銀河系在內的本星系群(Local Group), 與更大規模的室女座星系團(Virgo Cluster),著名的M81 星系等星系團,以及本地空洞(Local Void) 之間的關係。科學家把這些大型結構組成的整體總稱為本星系牆(Local Sheet)。

本星系群是包括銀河系在內的一群星系,覆蓋一片直徑大約1,000 萬光年的區域,內含至少80個星系,大部份是矮星系。

室女座星系團距離地球6,500 多萬光年,含有大約1,300 多個星系。本地空洞是科學家觀測到的位於本星系群旁邊一個幾乎空無一物的空間,而得此名。

這張圖上還能看到另一個其它研究較少提及的福納克斯牆(Fornax Wall),與本星系牆之間通過暗物質橋樑的聯繫。福納克斯牆也是一個巨型長條的星系團組成的天體牆結構,與玉夫座長牆(Sculptor Wall)平行,與天鶴座(Grus Wall)垂直。

這份研究5 月26 日發表於《天體物理學雜誌》(The Astrophysical Journal)。◇