芝加哥大学团队利用弱引力透镜数据研究暗物质与暗能量分布
2025-12-08 15:59
来源:芝加哥大学
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近日,芝加哥大学天体物理学团队公布了一项利用弱引力透镜效应研究暗物质与暗能量的大规模数据分析结果。该研究基于对超过2.7亿个星系形状的测量,旨在增进对宇宙物质分布及加速膨胀机制的理解。图中展示了我们形状星系目录中星系的数量密度分布。图中还显示了其他三个第三阶段引力透镜巡天项目(DES Y3(灰色)、KiDS-1000(深蓝色)和HSC Y3(浅蓝色))的覆盖范围。虚线表示银河系平面,其方位角为 𝑏 = ±10 °。我们的星系目录包含 1.07 亿个星系,覆盖面积为 5412 平方度。我们覆盖范围与银河系平面之间的距离是由我们的恒星密度掩模造成的。由于银河系核球的存在,该掩模也是不对称的。

研究团队分析了来自暗能量相机的大量存档图像数据,覆盖了约1.3万平方度的天区。通过测量遥远星系光因弱引力透镜效应而产生的细微形变,并结合红移数据估算距离,团队得以绘制大尺度上的物质分布图。天文学和天体物理学博士生、该系列论文主要作者达雅·安巴贾加内解释道:“弱引力透镜测量最擅长探测物质的‘团块性’。量化这种团块性有助于揭示星系和星系团等结构的起源和演化。”

团队将观测数据与主流的ΛCDM宇宙学模型进行拟合。领导观测活动的费米实验室科学家亚历克斯·德利卡-瓦格纳表示:“我们之前并不清楚DECADE数据集的质量是否足以进行宇宙学分析,但我们已经证明它确实可以产生可靠的结果。” 分析表明,宇宙结构的增长与模型预测基本一致,且与早期宇宙微波背景辐射的测量结果相吻合。这一宇宙学数据分析结果,有助于缓解近期观测中关于宇宙结构增长速率的部分争议。

该项目的一个特点是大量利用了并非专门为弱引力透镜研究拍摄的存档图像。这项工作展示了利用多元化数据源进行宇宙学数据分析的潜力,为未来更大规模的巡天项目提供了方法参考。相关星系巡天数据和完整的星系目录已向科学界公开,供进一步研究使用。

更多信息: 作者:D. Anbajagane 等人,标题:《DECADE 宇宙剪切项目 I:包含 1.07 亿个星系的新型弱引力透镜形状目录》,发表于:《开放天体物理学杂志》(2025)。作者:D. Anbajagane 等人,标题:《DECADE 宇宙剪切项目 II:源星系样本的光度红移校准》,发表于:《开放天体物理学杂志》 (2025)。作者:D. Anbajagane 等人,标题:《DECADE 宇宙剪切项目 III:使用空间非均匀数据验证分析流程》,发表于:《开放天体物理学杂志》(2025)。作者:D. Anbajagane 等人,标题:《DECADE 宇宙剪切项目 IV:来自 5400 平方度天空中 1.07 亿个星系的宇宙学约束》,发表于:《开放天体物理学杂志》 (2025)。

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