美国国家航空航天局·罗曼太空望远镜寻找暗物质团的迹象

一幅插图。一个代表仙女座星系的椭圆形圆盘呈一定角度，指向左下角和右上角，占据了大约三分之一的视野。它的核心呈现出最亮的白色，周围是一个较薄的椭圆形，白色略浅，有几条棕色线条贯穿其中。它的边缘有许多代表星星的小蓝点。一些不规则形状的线条代表球状星团流。左上角是一条较暗的蓝色弧线。它的右边是一条更大、更宽的白线，不到银河系长度的一半。这条更直的线有一个缺口，然后在一个粗略的三角形中继续。靠近银河系蓝色恒星填充区域的左下方是另一条看起来像弧形的流光。它的右侧也有一个缺口。更多不规则、相当暗淡的蓝色线条出现在星系右侧下方。背景是黑色的。有时，当恒星围绕一个大质量星系运行时，它们可能会从球状星团中剥离出来。研究人员已经在我们的银河系中发现了几个例子——他们还发现了这些环状卷须之间的间隙。是什么造成了这些差距？一种可能性是:一种被称为暗物质的物质。随着南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的发射，天文学家将利用其巨大的高清图像首次发现附近星系中更多的潮汐流——以及可能伴随的间隙。一个主要的候选者是我们的邻居仙女座星系，它出现在上图中。很快，研究人员不仅能够识别仙女座菌株中的潮汐流，他们还可能利用罗曼的精细分辨率来确定这种神秘物质的更多属性。致谢:约瑟夫·奥姆斯特德·美国国家航空航天局

（蜘蛛网eeook.com）据美国宇航局（克莱尔·布鲁姆）：宇宙中一些最细微的细节——细长恒星群之间的间隙——可能很快会帮助天文学家比以往任何时候都更详细地揭示暗物质。美国国家航空航天局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜发射后，到2027年5月，研究人员将利用其图像探索从球状星团中拉出的环状恒星卷须之间存在什么。具体来说，他们将专注于围绕我们邻近的仙女座星系运行的球状星团的潮汐流。他们的目标是找出更多这些潮汐流的例子，检查恒星之间的间隙，并理想地确定暗物质的具体特性。

球状星团流就像在宇宙中飘动的丝带，沿着它们的轨道引领和尾随它们起源的球状星团。它们在我们银河系中的长度变化很大。非常短的恒星流相对年轻，而完全环绕星系的恒星流可能几乎与宇宙一样古老。一条完全环绕仙女座星系的流可能超过30万光年长，但不到3000光年宽。

有了罗曼，天文学家将首次能够在附近的星系中搜索球状星团恒星流。罗曼的宽视场仪器有18个探测器，将产生200倍于哈勃太空望远镜近红外相机大小的图像——分辨率略高。

“罗曼将能够拍摄仙女座星系的巨大快照，这是任何其他望远镜都不可能做到的，”最近一篇有关该主题的论文的主要作者、加州斯坦福大学博士后克里斯蒂安·阿甘泽分享道。“我们还预计罗曼将能够单独探测恒星。“

想象一下结果:罗曼拍摄的大量精美的图像将使研究人员能够轻松识别仙女座中许多球状星团流的例子。迄今为止，天文学家使用太空和地面上现有的望远镜仅限于研究我们银河系内数量略少的球状星团流。

即将到来的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的宽视场仪器的巨大足迹显示了它的相机在单个图像中可以观察到多少。（宽视场仪器有18个方形探测器。）在这个脚印内是一个模拟的罗马图像。背景是来自数字化巡天的仙女座星系主盘的地面图像。美国国家航空航天局月球勘测轨道飞行器拍摄的满月照片按比例提供。仙女座在天空中的直径约为3度，而月球的直径约为0.5度。（实际上，月球比仙女座小得多，但也近得多。）宽视场仪器的足迹在单次拍摄中捕获了0.28平方度的天空。仙女座星系是一个螺旋星系，其大小和结构与我们的银河系相似，但质量更大。它距离地球大约250万光年。信用:图像:美国国家航空航天局，美国国家航空航天局-GSFC，亚利桑那州立大学，罗伯特詹德勒DSS模拟:美国国家航空航天局，STScI，本杰明·威廉姆斯（华盛顿大学）

暗物质，许多人认为是一种粒子，还不能直接观察到，因为它不发射、反射、折射或吸收光。如果我们看不见它，我们怎么知道它在那里？“我们看到了暗物质对星系的影响，”Aganze澄清道。“例如，当我们对星系如何旋转进行建模时，我们需要额外的质量来解释它们的旋转。暗物质可能会提供那部分缺失的质量。”

所有的星系，包括银河系，都被一个暗物质晕所包围。随着天文学家对暗物质性质的了解越来越多，他们可能会发现星系晕可能还包含大量较小的暗物质子晕的证据，这些子晕是由模型预测的。伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的研究助理教授、合著者Tjitske Starkenburg解释说:“这些光环可能大致呈球形，但它们的密度、大小以及它们是否存在目前尚不清楚。”

罗曼将重新定义他们的搜索。“我们预计暗物质将与球状星团流相互作用。如果这些子晕存在于其他星系中，我们预测我们将在球状星团流中看到可能由暗物质引起的间隙，”斯塔肯堡继续说道。“这将为我们提供有关暗物质的新信息，包括存在哪种暗物质晕以及它们的质量。”

Aganze和Starkenburg估计，Roman将有效地在附近的星系中提供所需的数据-总共只需要一个小时-这些观测结果可能会被高纬度广域测量捕获。

斯塔肯伯格还将通过她对另一个项目的贡献为这项调查奠定基础，该项目最近被美国国家航空航天局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜研究和支持参与机会计划选中资助。她解释说:“这个团队计划通过开发一个更详细的理论框架来模拟球状星团如何形成恒星流。”“我们将继续预测形成流的球状星团起源于何处，以及这些流是否可以用罗曼观测到。”

Aganze还对目前或即将上线的其他项目感到兴奋。他说:“欧洲航天局的欧几里德任务已经开始探索宇宙的大尺度结构，这将有助于我们更多地了解暗物质的作用。”维拉·c·鲁宾天文台将很快以类似的目标反复扫描夜空。当我们为罗曼做准备时，这些任务的数据将对限制我们的模拟非常有用。”

南希·格雷斯·罗曼太空望远镜由位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心管理，参与单位包括美国国家航空航天局喷气推进实验室和南加州的加州理工学院/IPAC分校、位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所，以及一个由来自不同研究机构的科学家组成的科学团队。主要的工业合作伙伴是科罗拉多州博尔德的鲍尔航空航天技术公司；佛罗里达州墨尔本的L3Harris技术公司；和加州千橡市的Teledyne科学成像公司。