中國科技網(wǎng)訊 今年初，科學(xué)家第一次識別出了一部分暗物質(zhì)細(xì)絲。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月17日（北京時間）報道，最近，一個由法國、美國等多國研究人員組成的天文小組開始從三維角度探測這些細(xì)絲結(jié)構(gòu)，消除研究平面圖時的常見錯誤，有助于進(jìn)一步揭示宇宙網(wǎng)的真正性質(zhì)。

宇宙網(wǎng)構(gòu)成了宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)，暗物質(zhì)細(xì)絲是其一部分，也是大爆炸后最初瞬間留下的殘余。大爆炸理論預(yù)測，宇宙最初時刻的物質(zhì)密度不均勻?qū)е铝似渲写髩K物質(zhì)變稠密，凝結(jié)進(jìn)入一張相互糾纏的絲網(wǎng)。計(jì)算機(jī)模擬的宇宙進(jìn)化也支持這一觀點(diǎn)，這表明宇宙結(jié)構(gòu)像一張網(wǎng)，有著長長的細(xì)絲互相連接在一起，連接點(diǎn)的位置就在大質(zhì)量星系群的位置。這些細(xì)絲盡管非常巨大，卻主要由暗物質(zhì)組成，要想看到它們極為困難。

研究小組對大質(zhì)量星系群周圍區(qū)域MACS J0717.5+3745的高分辨率圖像進(jìn)行了分析，MACS J0717也是已知的質(zhì)量最大的星系群之一。所用圖像來自哈勃望遠(yuǎn)鏡、日本國家天文臺斯巴魯望遠(yuǎn)鏡和加拿大—法國—夏威夷望遠(yuǎn)鏡，并結(jié)合了WM凱克天文臺和雙子天文臺對星系內(nèi)部的分光數(shù)據(jù)。經(jīng)過對圖像和數(shù)據(jù)的綜合分析，構(gòu)建了一幅暗物質(zhì)細(xì)絲的完整圖景：它從星系群核心內(nèi)延伸出來，跨越6000萬光年。

“宇宙網(wǎng)細(xì)絲巨大廣闊，而且非常分散，要探測到它們極為困難。”論文領(lǐng)導(dǎo)作者、法國馬賽天體物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室（LAM）及南非夸祖魯—納塔爾大學(xué)的馬蒂爾德·讓扎克說，研究它們需要結(jié)合許多關(guān)鍵因素。

首先要有一個最可能的目標(biāo)。宇宙進(jìn)化理論表明，星系群形成于宇宙網(wǎng)細(xì)絲交匯的地方，這些細(xì)絲緩緩地向星系群中注入物質(zhì)。“根據(jù)我們對MACS J0717的早期研究，發(fā)現(xiàn)這些星系群正在活躍地生長，因此詳細(xì)研究宇宙網(wǎng)成為我們的一個主要目標(biāo)。”論文合著者、美國夏威夷大學(xué)哈羅德·埃貝林說。他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組10年前發(fā)現(xiàn)了MACS J0717。

其次是先進(jìn)的萬有引力透鏡技術(shù)。宇宙網(wǎng)細(xì)絲大部分由暗物質(zhì)構(gòu)成，質(zhì)量很大足以令光線彎曲，使其背景星系圖像變形，這一現(xiàn)象稱為萬有引力透鏡效應(yīng)。研究這種微小變形，反過來就能揭示暗物質(zhì)細(xì)絲隱藏的位置。他們開發(fā)出了新工具，能將變形的星系圖像轉(zhuǎn)化為質(zhì)量圖。然后圖像的分辨率要足夠高，以研究微細(xì)的透鏡效應(yīng)；最后是測量距離和運(yùn)動。

論文合著者、法國LAM讓-鮑爾·卡內(nèi)伯說，目前的挑戰(zhàn)是找到一個星系群形狀的模型，適合觀察到的所有透鏡效應(yīng)的特征。再結(jié)合位置和速度信息，就能揭示暗物質(zhì)細(xì)絲的三維結(jié)構(gòu)和方向，消除二維圖像帶來的偏差和不確定性。

研究人員指出，這些結(jié)果有助于推進(jìn)模型預(yù)測的極限。計(jì)劃于2018年發(fā)射的詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡屆時也將利用它高度靈敏的特性，成為探測宇宙網(wǎng)細(xì)絲的有力工具。（記者常麗君）