暗物质图显示了星系之间的“隐藏的桥梁”

一张新的宇宙暗物质地图为我们揭示了一些以前未知的、将星系连接在一起的丝状结构提供了更多线索。 

该地图由一个包括宾夕法尼亚州立大学天体物理学家在内的国际团队使用机器学习开发，可以对暗物质的性质、我们宇宙的历史和未来进行研究。

什么是暗物质

暗物质是一种难以捉摸的物质，占宇宙的 80%。 它还提供了宇宙学家所说的“骨架” 宇宙网络，宇宙的大尺度结构，其引力影响决定着星系和其他宇宙物质的运动。 

然而，暗物质的分布目前尚不清楚。 我们仍然不知道如何直接测量它。

研究人员根据其对宇宙中其他物体（例如星系）的引力影响来推断其分布。

到目前为止，那么近

具有讽刺意味的是，研究更远的暗物质的分布会更容易，“因为它反映了非常遥远的过去，而且要简单得多，”他说。 郑东辉，宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学副教授，该研究的作者。

“随着时间的推移，随着宇宙大尺度结构的增长，宇宙的复杂性也随之增加，因此在局域水平上对暗物质进行测量本质上更加困难。”

之前绘制宇宙网的尝试都是从早期宇宙的模型开始的。然后根据这个模型模拟了数十亿年的演化。这是一种计算要求较高的方法，迄今为止尚未产生足够详细的结果。

寻找星系的结构

在这项新研究中，研究人员采取了完全不同的方法。 通过机器学习，他们开发了一个模型，该模型利用星系分布和运动的信息来预测暗物质的分布。

研究人员使用大量星系模拟来构建和训练他们的模型，称为 插画-TNG，包括星系、气体、其他可见物质和暗物质。 该团队专门选择了与银河系类似的模拟星系，并最终确定了预测暗物质分布需要星系的哪些特性。

模拟体验

“当给出某些信息时，该模型基本上可以根据之前观察到的情况填补空白，”Jeong 说。 

“我们的模型图与仿真数据并不完全吻合，但是我们仍然可以重建非常详细的结构。 我们发现，将星系的运动及其分布包括在内，极大地提高了地图的质量，并使我们能够看到更多细节。

局部宇宙网络的结果图发表在一篇文章中 26 月 XNUMX 日在线发表在《天体物理学杂志》上。

新的星系地图是如何制作的

例如，有人认为银河系和仙女座星系可能会缓慢地向彼此移动，但尚不清楚它们是否会在数十亿年的时间内发生碰撞。研究连接两个星系的暗物质细丝可以为了解它们的未来提供重要的见解。

“因为暗物质主宰着宇宙的动力学，它从根本上决定了我们的命运，”郑说。 “所以我们可以要求计算机在数十亿年的时间里演化地图，看看本地宇宙会发生什么。我们可以及时改进模型，以了解我们宇宙邻居的历史。”

研究人员认为，他们可以通过添加更多星系来提高地图的准确性。 

计划中的天文调查，例如使用詹姆斯网络太空望远镜，将为我们的星系添加越来越多的细节。