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如果是你:如何给星系团称重?

在地球我们有各种各样的计量称重方式为物体称量,其精度也非常高,在广袤的天宇中我们也可以用万有引力定律为天体如地球本身、火星等等众多天体为其称重,那么对于庞大的星系团又应该如何称重呢?


踩一个秤你就能快速测量你的体重,但称重的星系团是由数百个或数千个星系的引力组合在一起就不那么容易了。

但是科学家有很多方法可以做到这一点,这对于粒子天体物理学来说是幸运的;确定星系团的质量致使暗物质的发现,这是继续研究暗宇宙的关键(暗物质和暗能量)。

当你称量一个星系团时,你所看到的并不是你所得到的。几十年前科学家们根据星系内部的运动,首先估计了星系团的质量,他们意识到奇怪的事情正在发生,这些星系的运动速度快于预期,这意味着星团比先前预想的要大得多, 这是基于它们发射的光的总量。今天普遍的解释是星系团含有大量的暗物质。

测量星系团的质量可以告诉科学家们关于暗物质 "光晕" 的大小和形状,可以帮助确定暗能量的作用影响,科学家认为这是推动宇宙的加速膨胀的原因。

今天研究人员利空间和地面的望远镜观测结合模拟来估计星系团的总质量。

1、红移,蓝移:(多普勒效应)正如一辆救护车的警笛声越来越高,因为它越过距离越来越近;远离我们的物体的光线的“红”波更长,而那些朝着我们的光则的“蓝”波更短。在星系聚集的星系团中来自星系光的这些变化的测量可以告诉科学家星系群具有多少引力,这与其质量有关。

2、引力透镜效应:由阿尔伯特·爱因斯坦提出的引力透镜,是当来自遥远星系的光线被它和观察者之间的巨大质量物体的引力拉弯时发生的。这种弯曲扭曲了背景星系的图像 (如上图所示)。如果效果很强这个过程会引起剧烈的扭曲,可能会出现多个星系的图像。但是,通常效果很微妙需要仔细测量才能检测到。星系团所造成的透镜效应越大星系团的质量就越大。

3、X射线:星系团都充满了超热10到1亿度的气体,在X射线波长下明亮地发光。因此科学家利用空间望远镜的X射线数据来寻找和研究大量的星系团,并可以利用气体的测量特性推断星团的质量。

4、运行学SZ效应: SZ效应是当这种光通过星系团中的热气体时发生的大爆炸中遗留的宇宙微波背景光的波长的变化, 波长偏移的大小可以告诉科学家它通过的星系团的质量。

如果把这些方法组合使用比单独使用更强大准确。

怎么样?这些测量方法你会用吗?显然很多人都不知道有这些方法…当然受很多因素的原因我们也不能使用到这些方法去称量某星系团有多重,把望远镜和探测器之类给你了也不会用啊…也看不懂显示了些什么…所以在此我们仅做一下了解就好了、除非你未来的目标就是天文学

原作者:Glenn Roberts Jr

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