通過觀察可見的物質(zhì),發(fā)現(xiàn)了看不見的暗物質(zhì):通過螺旋星系轉(zhuǎn)速的異常;在星系和星系團中的熱氣體;星系團中明顯的隨機運動;通過引力透鏡作用;以及觀察到的宇宙微波背景輻射的波動。這些觀測結(jié)果都可以用額外的不可見質(zhì)量的存在來解釋。這一發(fā)現(xiàn)有有利的證據(jù)之一就是觀測到所謂的子彈星系團,即星系團(GC)1E0657-56。在這里,暗物質(zhì)和星系團一起以引力的方式扭曲了空間,除了重子氣體,它包含了大多數(shù)普通物質(zhì)。
錢德拉衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的兩個大云的熱氣體,發(fā)現(xiàn)在x射線分離兩個質(zhì)量的快速相撞星系團。兩個星團正以每小時約400萬英里(約640萬千米)的驚人速度相互碰撞,這可能是迄今為止在兩個星系團之間所見過的最猛烈碰撞。
圖片顯示,大部分的引力質(zhì)量在外端,而大部分的重子質(zhì)量仍然更接近碰撞中心。它被解釋為大部分的重子。圖(1)子彈星系團。
圖(1)子彈星系團,藍色為暗物質(zhì),粉色為普通可見物質(zhì)
星系團1E0657-56,被稱為“子彈星系團”,就在這張合成圖像中顯示出來。在僅僅34億光年之外,在光學(xué)圖像數(shù)據(jù)中可以看到子彈星團的單個星系,但它們的總質(zhì)量加起來遠遠低于星團中紅色的兩個熱x射線發(fā)射氣體云的質(zhì)量。藍色的質(zhì)量比光學(xué)星系和x射線氣體的總和還要多,藍色顯示了星系團中暗物質(zhì)的分布。另外,這些暗物質(zhì)是通過對背景星系的引力透鏡效應(yīng)的觀測而繪制出來的。右邊的子彈狀氣體星團在兩個星系團的巨大碰撞中被扭曲,形成了更大的子彈星系團本身。但是除了引力,暗物質(zhì)沒有與星團氣體相互作用。暗物質(zhì)和氣體云的清晰分離被認為是暗物質(zhì)存在的直接證據(jù)。
包含在粉色云中的普通物質(zhì)由于碰撞引起的阻力而變慢,而藍色區(qū)域顯示星團與暗物質(zhì)一起,自由地彼此遠離。還有第二個案例,MACSJ0025.4-1222 ,圖(2)星系團MACSJ0025.4-1222。由錢德拉和哈勃太空望遠鏡拍攝。星團內(nèi)介質(zhì)是最普通的物質(zhì),位于中間,而大部分的質(zhì)量相距很遠。