超過100萬個黑洞的3D地圖追蹤了宇宙暗物質(zhì)的位置
作者:綜合 來源:百科 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時間:2025-11-25 17:45:24 評論數(shù):
在這個類星體目錄的三維表示中，每一個小點都是個位置一個類星體。中間的黑洞杭州外圍（外圍模特）外圍女（電話微信181-8279-1445）全國1-2線熱門城市快速安排30分鐘到達(dá)部分是銀河系平面將天空一分為二的地方，擋住了視線。地圖（圖片來源：uux.cn/ESA/Gaia/DPAC；Lucy Reading Ikkanda/Simons Foundation；K.Storey Fisher等人2023）
（神秘的追蹤質(zhì)地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（Keith Cooper）：從近130萬個類星體的位置上組裝了一張巨大的宇宙地圖；其中一些類星體存在于宇宙大爆炸后15億年。
通過將這張新地圖與所謂的宇宙宇宙微波背景（CMB）進(jìn)行比較，科學(xué)家們已經(jīng)能夠大致驗證宇宙中物質(zhì)的暗物分布和密度，為宇宙中的超過大規(guī)模結(jié)構(gòu)在整個宇宙歷史上是如何演變的提供了更多線索。
該地圖基于1295502個類星體位置和紅移的個位置目錄，被稱為“Quaia”，黑洞是地圖“類星體”和“Gaia”兩個詞的組合，指的追蹤質(zhì)是歐洲航天局的Gaia天體測量太空任務(wù)。蓋亞的宇宙主要目標(biāo)是繪制銀河系中多達(dá)10億顆恒星的位置和運(yùn)動圖，但在這樣做的暗物過程中，它也觀測到了數(shù)百萬個背景星系和類星體。超過杭州外圍（外圍模特）外圍女（電話微信181-8279-1445）全國1-2線熱門城市快速安排30分鐘到達(dá)
西班牙Donostia國際物理中心的Kate Storey Fisher在一份聲明中表示：“我們能夠?qū)υ缙谟钪嬷形镔|(zhì)如何聚集在一起進(jìn)行測量，其精度與主要國際調(diào)查項目中的一些測量一樣高，這是非常了不起的，因為我們的數(shù)據(jù)是從以銀河系為重點的Gaia項目中獲得的。”。Storey Fisher領(lǐng)導(dǎo)了組裝地圖的團(tuán)隊，他在紐約大學(xué)時作為博士候選人開始了該項目。
類星體為繪制宇宙學(xué)地圖提供了極好的指導(dǎo)。類星體是活動星系的核心，在那里，一個超大質(zhì)量黑洞貪婪地吞噬著巨大的物質(zhì)。雖然沒有光從黑洞中逸出，但落在黑洞上的物質(zhì)在黑洞腹部周圍的螺旋形吸積盤中形成了有序的隊列。這個圓盤變得如此致密，以至于氣體分子之間的摩擦將該區(qū)域的溫度提高到數(shù)百萬度，而磁場會激起圓盤中的帶電粒子，并以強(qiáng)大的噴流的形式將其噴出。當(dāng)我們可以看到熱盤和噴流幾乎迎面而來時，它們看起來比宇宙中的任何東西都亮。因此，這種光度使它們成為有用的尺度，即使在巨大的宇宙學(xué)距離上也相對容易看到。
一張描述蓋亞數(shù)據(jù)如何為類星體地圖做出貢獻(xiàn)的信息圖。（圖片來源：uux.cn/ESA/Gaia/DPAC/L.Reading Ikkanda/Simons Foundation/K.Storey Fisher等人2024）
此外，類星體往往集中在宇宙中密度最大的暗物質(zhì)團(tuán)中，這是有道理的，因為正是周圍暗物質(zhì)暈的引力將所有物質(zhì)吸引到類星體上，以供黑洞進(jìn)食。因此，通過繪制宇宙中最明亮的物體，我們也能夠繪制出宇宙中最神秘的物質(zhì)——看不見的暗物質(zhì)。
Storey Fisher的團(tuán)隊還將Quaia圖中暗物質(zhì)的分布和密度與CMB中的溫度波動進(jìn)行了比較，后者反映了宇宙只有379000年歷史時物質(zhì)的分布與密度。他們發(fā)現(xiàn)，奎亞圖中與密度相關(guān)的區(qū)域與我們在CMB中看到的大致匹配（稱為CMB的物質(zhì)功率譜）。隨著Gaia發(fā)布的新數(shù)據(jù)的進(jìn)一步完善，Quaia地圖可以對我們從CMB中學(xué)到的東西提供更嚴(yán)格的限制。
藝術(shù)家對類星體的印象。（圖片來源：uux.cn/美國國家航空航天局/噴氣推進(jìn)實驗室-加州理工學(xué)院）
紐約熨斗研究所計算天體物理中心的合著者David Hogg說，Quaia目錄并不是真正包含有史以來最多的類星體，甚至不是質(zhì)量最好的測量結(jié)果。事實上，它向我們展示了一些新的東西。
霍格說：“這個類星體目錄與以前的所有目錄不同，它為我們提供了有史以來最大體積的宇宙的三維地圖。”。根據(jù)描述宇宙如何膨脹的哈勃常數(shù)校準(zhǔn)后，這個體積為7.67立方千帕秒（一帕秒是3.26光年，一個千帕秒是10億帕秒或250億立方光年）
描述Quaia目錄和地圖的論文于3月18日發(fā)表在《天體物理雜志》上，而將Quaia地圖與CMB進(jìn)行比較的論文預(yù)印本可以在這里找到。