詹姆斯·韦伯望远镜揭示最清晰暗物质图谱,有力证实“宇宙网”结构

编辑者: Uliana S.

一张新地图显示,暗物质不是随机产生的;它形成一个庞大的线状网络,将宇宙连在一起,决定星系形成的地点以及恒星诞生的地点。

利用美国国家航空航天局(NASA)詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)获取的尖端数据,科学家们成功绘制了迄今为止空间分辨率最高的暗物质分布图。这项具有里程碑意义的研究于2026年1月26日发表在权威学术期刊《自然·天文学》(Nature Astronomy)上,进一步巩固了关于宇宙大尺度结构——即“宇宙网”的科学理论。通过对六分仪座COSMOS场内约80万个遥远星系的精细观测,研究人员成功追踪到了这种不可见物质如何通过引力作用扭曲时空,进而改变背景星系发出的光线路径。

这一科学成就的核心技术被称为“引力透镜效应”:暗物质的巨大质量会像透镜一样弯曲空间,使后方天体的光线在抵达地球的过程中发生偏转。凭借JWST无与伦比的观测能力,此次绘制的图谱分辨率达到了此前哈勃空间望远镜同类地图的两倍。在长达255小时的深度曝光中,韦伯望远镜锁定了0.54平方度的天空区域,其覆盖面积约为满月视直径的2.5倍,从而在这一广阔视野中精准捕捉到了近80万个星系的微弱信号。

来自NASA喷气推进实验室(JPL)的宇宙学家戴安娜·斯科尼亚马略(Diana Scognamiglio)表示,宇宙中曾经模糊不清的隐形框架如今已展露出前所未有的清晰细节。这些发现与当前主流的Λ-CDM宇宙学模型(Lambda-CDM)高度一致,该模型主张宇宙由暗物质和暗能量共同主导。新地图生动地展示了暗物质聚集区与可见物质分布之间的精确重合,有力地证明了在整个宇宙演化过程中,暗物质的引力一直是汇聚普通物质、形成复杂结构的核心驱动力。

研究共同作者、东北大学的杰奎琳·麦克利(Jacqueline McCleary)指出,这些详实的数据支持了暗物质晕作为星系形成“摇篮”的理论假说。达勒姆大学的物理学家理查德·梅西(Richard Massey)则形象地将暗物质比作宇宙的引力支架,认为包括银河系在内的所有可见天体都是在其基础上构建而成的。暗物质占据了宇宙总质量的约27%,是普通可见物质的五倍;如果没有这种神秘成分提供的引力约束,星系将无法维持其结构,宇宙也将呈现出完全不同的面貌。

作为COSMOS-Web大型观测项目的重要产物,这项研究也为未来诸如南希·格雷斯·罗曼空间望远镜等设备的观测任务提供了宝贵的参考。通过显著提升暗物质簇及其连接纤维(即丝状结构)的定位精度,科学家们正在逐步揭开宇宙网的完整面纱。这种极高的细节水平标志着人类对宇宙不可见成分的研究进入了全新阶段,为解决现代物理学中最紧迫的暗物质之谜提供了坚实的实证基础。

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