新華社北京9月3日電(記者董瑞豐)我國科學家領銜的一支國際研究團隊采用一項全新的多重放大模擬技術(shù)，在當前標準宇宙學模型下，首次獲得了宇宙中全尺度暗暈內(nèi)部結(jié)構(gòu)的清晰圖像。研究成果2日由國際知名期刊《自然》在線發(fā)表。
研究人員耗時5年，借助超級計算機，獲得了從類似地球質(zhì)量大小到巨型星系團大小的暗暈的清晰圖像，跨越20個數(shù)量級。
論文第一作者兼共同通訊作者、中國科學院國家天文臺研究員王杰介紹，在宇宙中一個典型區(qū)域進行這一超級放大模擬，需要利用8個“放大鏡”接力去放大，其放大程度相當于在一張月球表面的圖片上找到一只跳蚤。
暗暈即暗物質(zhì)暈。根據(jù)科學家理論推演，宇宙中約85%的物質(zhì)成分是暗物質(zhì)，其物質(zhì)屬性和組成恒星、行星以及我們?nèi)祟愂澜绲钠胀ㄎ镔|(zhì)截然不同。這些暗物質(zhì)受引力塌縮形成的結(jié)構(gòu)體被稱為暗暈。普通物質(zhì)的氣體冷卻、聚集于暗暈中心，從而形成璀璨的恒星和星系。
宇宙中已知最大質(zhì)量的暗暈是包含數(shù)百個亮星系的巨型星系團，質(zhì)量大約是太陽的百萬億倍，它們的屬性已經(jīng)被天文學家廣泛研究。小質(zhì)量的暗暈則沒有那么幸運，它們雖然數(shù)量極多，但人類對其知之甚少。
論文作者之一、中科院國家天文臺研究員高亮介紹，因為小質(zhì)量暗暈在整個宇宙演化歷史里一直保持“黑暗”，科學家只能依賴超級計算機通過模擬宇宙的演化來研究這些超微暗暈。
計算機模擬的超級“放大鏡”讓研究人員得以詳盡地研究不同尺度暗暈的形成、演化以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，不同質(zhì)量的暗暈具有極為相似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即中心致密，往外逐漸稀疏。
根據(jù)目前一些理論推測，大量暗物質(zhì)粒子會在致密的暗暈中心相互碰撞、湮滅并產(chǎn)生伽馬輻射暴。研究人員表示，未來的伽馬射線觀測極可能捕捉到來自超微暗暈的輻射信號，從而一窺這些宇宙中的“超級小矮人”的真容。這將幫助科學家驗證關(guān)于暗物質(zhì)本質(zhì)的假設——暗物質(zhì)可能并不是“完全黑暗”。