子弹星系团除了含有释放X射线的热气体外,还有一种不可见物质,科学家只能通过研究它对后方星系图像的扭曲来勾勒其轮廓。
在遥远的宇宙中,两个大型星系团四分之三的重子物质都以高热气体(超过1000万开)的形式存在,气体产生大量X射线。两个星系团相撞融合,一个星系团产生的热气体穿过了另一个星系团的热气体。
30多亿年之后,热气体产生的X射线到达地球附近。美国钱德拉空间望远镜观测到了这些X射线,绘制了此次星系团融合的图像,并称其为子弹星系团。天文学家通过将这个在X射线波段录取的图像与哈勃空间望远镜和麦哲伦望远镜在可见光波段录取的同一星系团图像叠加,于2006年研究星系团后方的遥远星系时有了重大发现。他们注意到,热气体聚集处附近的星系的图像发生了扭曲。为解释这种变形现象,他们提出,位于前方的不可见物质使光线发生弯曲。通过这种被称为引力透镜的现象可以绘制出暗物质的分布情况。在子弹星系团中,暗物质与重子物质明显分离。
当两个星系团相互渗透时,重子物质形成的热气体受到阻力(类似于受到了空气阻力),速度减慢。相反,暗物质之间不发生相互作用,也不与重子物质作用,故远离了热气体。这才有了所观察到的暗物质和热气体的分离。一些不认同万有引力的理论否认暗物质的存在,若果真如此,则不可能观察到这种分离。
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子弹星系团,玫红色区域为在X射线波段观测到的热气体,蓝色区域为借助引力透镜绘制出的暗物质分布情况。