日本天文学家使用弱透镜创建了暗物质图

宇宙中约有85%的物质是暗物质，暗物质的性质仍然是个谜，其余的都是原子中发现的那种。暗物质具有引力，但不与正常物质相互作用，也不发光。研究星系演化的天文学家发现，由于暗物质如此之丰富，它确实在宇宙中形成了许多大型结构，如星系团。

尽管很难直接检测出暗物质，但可以通过对一系列尺度上银河分布的敏感观测结果建模来追踪暗物质。星系通常驻留在被称为光环的大量暗物质团的中心，因为它们围绕着星系。前景暗物质光环对更遥远星系的引力透镜，为暗物质的详细分布提供了特别独特而有力的探索。“弱透镜”导致背景星系的形状适度但系统地变形，并且可以对星团内暗物质的分布提供有力的约束。相比之下，“强力镜头”会产生高度失真，放大的图像，并偶尔会产生单个来源的多个图像。

在过去的十年中，观测和流体动力学模拟极大地增进了我们对大质量星系如何发展的理解，目前偏爱两阶段方案。第一步，今天的星系的巨大核在宇宙学时代从物质的引力坍塌形成一个星系，以及周围的暗物质晕。然后，恒星形成会增强星系的恒星质量。然而，最庞大的星系处于第二阶段，在该阶段中，他们从其他星系的外围捕获恒星，一旦它们自身的恒星形成消退，该阶段便成为了其聚集的主要因素。计算机模型和一些观察结果似乎证实了这种情况。

CfA天文学家Joshua Speagle是一个小组的成员，该小组在斯巴鲁望远镜上使用光学和近红外波长的超灵敏，宽视场成像来研究大规模星系装配。他们的技术利用了微弱的透镜效应，因为巨大的星系也倾向于拥有更大的，暗物质光环，它们会扭曲光。天文学家研究了大约3200个星系，它们的恒星质量超过了银河系(大约4000亿个太阳质量)。使用弱镜头分析发现，有关大规模暗物质光环组装历史的信息被编码在大型中央星系的恒星质量分布中。科学家们发现，在其他含义中，对于质量相同的星系，形状更大的星系往往具有更大的暗物质晕。结果为探索巨大的星系如何在宇宙时间内形成和演化打开了新的窗口。

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