在浩瀚無垠的宇宙中,星系的運動軌跡一直是天文學家關注的焦點。長期以來,科學家們依據宇宙膨脹理論和引力透鏡效應,對遙遠星系的運動軌跡進行推算。在標準宇宙模型里,星系的運動主要受宇宙膨脹和局部引力的共同作用,日常天文觀測中,這種推算方式誤差處于可接受范圍,能滿足對宇宙結構的研究需求。然而,當把目光投向更大尺度的宇宙空間時,情況卻發生了顯著變化。
宇宙中的星系并非靜止,而是在宇宙膨脹的推動下彼此遠離,同時自身引力以及周圍天體引力會使它們產生微小運動偏差。當星系實際運動軌跡與理論推算值相符時,標準宇宙模型能對其做出有效解釋;若存在差異,就意味著可能存在未知的引力因素。
此前,天文學家通過巡天觀測,發現部分星系存在運動偏差現象,這暗示宇宙中或許存在未被探測到的引力源。但僅靠零散觀測數據,難以判斷這種偏差是偶然發生,還是存在大規模的宇宙暗流。
為了深入探究這一現象,一支國際天文團隊開展了新的研究。他們整合了哈勃空間望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡的觀測數據,發現距離地球約30億光年的天爐座 - 波江座超星系團區域,有超過1000個星系的運動軌跡出現偏離。這意味著我們觀測到的,是這些星系30億年前的運動狀態。
此次研究還使用了位于智利的甚大望遠鏡陣列(VLT),對該區域星系進行高精度紅移測量和速度分析。與以往零散觀測不同,甚大望遠鏡陣列能同時對多個星系精準測速,還能通過引力透鏡效應反推周圍物質分布,這是確定星系運動偏差原因的關鍵依據。
分析結果顯示,這些星系實際運動速度比理論預測值平均高出約400公里/秒。經過引力模型擬合,科學家發現這些星系“跑偏”并非偶然,而是受到一個未知巨型引力源的牽引。
這個偏差值異常顯著,遠超局部星系團的引力影響范圍。這表明在30億光年外的宇宙深處,存在能影響上千個星系運動的強大引力場。科學家推測,這極有可能是由大量暗物質聚集形成的“超大型引力團”,或是尚未被發現的巨型星系團復合體,其產生的引力效應形成了席卷上千星系的宇宙暗流。
在這個區域,暗物質憑借強大引力,不斷牽引周圍星系向其中心靠攏,導致星系運動軌跡偏離標準宇宙模型預測值,這種大規模星系偏離現象也因此被稱為“宇宙暗流”(Cosmic Dark Flow)。
為弄清未知引力源的質量,科學家利用現有觀測數據建立引力模擬模型。結果發現,該引力源總質量至少相當于10萬個銀河系質量之和。作為對比,我們所在的本星系群總質量大約只相當于50個銀河系質量。
此次發現表明,宇宙的大尺度結構或許比我們想象的更為復雜。在標準宇宙模型之外,可能存在未被揭示的引力分布規律。這種大規模的宇宙暗流,為解釋“暗物質如何影響宇宙大尺度結構形成”提供了關鍵線索。不過,目前我們尚不清楚這樣的宇宙暗流在宇宙中是否普遍存在,也未明確未知引力源的具體構成,相關觀測和模擬研究仍在持續進行。











