既然暗物質不會發光 天文學家如何探測它們？

名的埃爾戈爾多星系團（El Gordo galaxy cluster）圖片中的藍色是人工添加的。（NASA, ESA )

人類觀測宇宙重力現象時，發現了暗物質（Dark Matter）的存在，可惜我們是看不見暗物質的，既然如此，那麼天文學家在解釋暗物質時所使用圖像中，是如何被檢測並繪製出來的，其實是透過重力透鏡效應（gravitational lensing）來測量它們。

據《天文學》（Astronomy）報導，天文學家威廉（William P. Gerhold）表示，我們無法直接看到暗物質，因此著名的埃爾戈爾多星系團（El Gordo galaxy cluster）圖片中的藍色是人工添加的，以顯示出星系團中暗物質的所在位置。同樣地，我們所見過的X射線、無線電波和紅外線合成圖像，也是因爲人類的眼睛無法看到所有這些光的波長，所以天文學家會在不同的波長下進行數據收集，然後將它們合併成一幅圖像，使用不同的顏色來顯示看不見的物質所在的位置。

透過重力透鏡效應（gravitational lensing）標記出埃爾戈爾多星系團居有質量但沒有物質的區域並且人工加上藍色。（NASA, ESA）

埃爾戈爾多星系團所放射出來的X射線。（NASA, ESA）

爲了替暗物質所在位置上色，天文學家觀察了埃爾戈爾多星系團背後的可見物質，即在它後面、更後方的遠處背景星系來作爲參照物，因爲暗物質既不吸收光，也不發出光，這就是爲什麼天文學家將其命名爲暗物質的原因。

一般可見光所拍攝下的埃爾戈爾多星系團，明顯少了很多東西。（NASA, ESA）

然後，因爲暗物質具有質量，所以會與正常物質相互作用，其中也包含光，因此透過重力透鏡效應（gravitational lensing），當來自遠處背景物體的光線經過一個大質量物體附近時，重力就會扭曲這些光線。

所以當我們在地球上看到背景物體的影像出現扭曲時，例如被拉長、模糊、放大，甚至是重疊，根據我們所見的圖像，天文學家就可以計算出創造出這種光線扭曲所需的質量和分佈，最後在用人工上色的方式添加上藍色，如此一來就能繪製出暗物質的視覺化地圖了。

可見光、X射線光譜、物質質量量繪圖3者合成之後，就成爲著名的埃爾戈爾多星系團照片了。（NASA, ESA）