根据冷暗物质理论（cold dark matter theory），暗物质粒子移动速度不快（故称之“冷”），所以很容易聚集成团，因此宇宙应该到处都有规模大小不等的各种暗物质团。但天文学家以前曾发现的暗物质都集中在大型和中型星系周围，一直未曾发现小型暗物质团块，因为这些小型暗物质团所含恒星非常少，遑论是否有星系，故极难侦测。
现在透过哈伯太空望远镜，天文学家终于找到规模比先前已知还要小很多的暗物质团，约等于仅银河系银晕总质量的万分之一到十万分之一倍，这不仅成为支持冷暗物质理论的有力证据，且还发现小范围的暗物质比原本预期的还“冷”，让天文学家进一步窥视暗物质的性质和行为模式。
▲ 哈伯观测到 8 个类星体的 6 个，因前景星系与暗物质团的作用产生的重力透镜效应影像。（Source：NASA / ESA / A. Nierenberg / T. Treu）
天文学家搜寻暗物质，就像某种“抓鬼行动”（ghost hunt），这是因为暗物质和一般由电子、质子、中子构成的“重子”（baryonic）物质不同，很可能是某些未知的次原子粒子，无法以现有科技设备直接看到。但暗物质有质量，是协助建造星系的框架，就像重力胶水，拽住星系本身甚至星系团，使其不会散开。因此，天文学家可透过暗物质对恒星或星系的重力影响，间接测量暗物质的数量和分布状况。
研究人员利用哈伯资料，测量 8 个遥远类星体发出的光，在抵达地球之前穿过大质量星系或星系团的过程，会被前景星系或星系团的强大重力影响而扭曲或放大，来侦测搜寻小型暗物质团，这种方式称为“重力透镜效应”（gravitational lensing）。类星体是核心有因超大质量黑洞驱使显得异常明亮的极遥远星系，所以即使在非常遥远的地方也能观测到。上图 6 个类星体都因前景的大质量星系团的重力透镜效应产生 4 个亮点，如果地球─星系团─类星体排列愈接近一直线，4 个亮点的位置基本上会愈对称。本次观测的几个类星体大都距离约 100 亿光年远，而前景星系则约 20 亿光年远。
▲ 重力透镜效应成因示意图。（Source：NASA / ESA / D. Player）
- HUBBLE DETECTS SMALLEST KNOWN DARK MATTER CLUMPS
（本文由 台北天文馆 授权转载；首图来源：pixabay）
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