如何在太阳系中测量暗物质

　　银河系的想象图像显示，数十亿颗恒星排列成螺旋形，从中心向外辐射，中间有发光的气体。但是我们的眼睛只能瞥见将我们的银河系维系在一起的表面。我们银河系中大约95%的质量是看不见的，不会与光相互作用。它由一种叫做暗物质的神秘物质组成，从未被直接测量过。
　　银河系的想象图像显示，数十亿颗恒星排列成螺旋形，从中心向外辐射，中间有发光的气体。
　　现在，一项新的研究计算了暗物质的引力如何影响我们太阳系中的物体，包括航天器和遥远的彗星。它还提出了一种方法，即暗物质的影响可以通过未来的实验直接观察到。
　　在地球上，我们星球的引力阻止我们从椅子上飞起来，太阳的引力使我们的星球以365天的时间表运行。但是，宇宙飞船飞得离太阳越远，它就越感觉不到太阳的引力，它就越能感觉到一个不同的引力源：与银河系其余部分不同的引力源，其中大部分是暗物质。与银河系暗物质含量的估计相比，我们银河系1000亿颗恒星的质量是微不足道的。
　　为了了解暗物质在太阳系中的影响，主要研究作者爱德华·贝尔布鲁诺（Edward Belbruno）计算了＂银河系力＂，即正常物质的整体引力与整个银河系的暗物质相结合。他发现，在太阳系中，大约45%的力来自暗物质，55%来自正常的，即所谓的＂重子物质＂。这表明太阳系中暗物质和正常物质的质量之间大约有一半和一半的分裂。
　　一个被称为暗物质＂光环＂的大区域环绕着银河系，代表了银河系暗物质的最大浓度。光环中几乎没有正常物质。如果太阳系位于离银河系中心更远的地方，它会感觉到银河系力中更大比例的暗物质的影响，因为它会更接近暗物质晕。
　　星际空间是恒星之间的区域，充满了气体，尘埃和从垂死的恒星中回收的物质暗物质如何影响航天器
　　根据这项新研究，格林和贝尔布鲁诺预测，暗物质的引力与NASA在通往太阳系的路径上发送的所有航天器有轻微的相互作用。
　　如果航天器在暗物质中移动足够长的时间，它们的轨迹就会改变，这对于考虑某些未来任务的任务规划非常重要
　　这种航天器可能包括分别于1972年和1973年发射的退役先驱者10号和11号探测器;旅行者1号和2号探测器已经探索了40多年，并已进入星际空间;以及由冥王星和阿罗科特在柯伊伯带飞行的新视野号宇宙飞船。
　　但这是一个很小的影响。在行驶了数十亿英里之后，由于暗物质的影响，像先驱者10号这样的航天器的路径只会偏离约5英尺（1.6米）。他们确实感受到了暗物质的影响，但它太小了，我们无法测量它暗物质的引力可以被测量吗？
　　为了测量太阳系中暗物质的影响，航天器不一定必须行驶那么远。格林和贝尔布鲁诺说，在100个天文单位的距离上，具有正确实验的航天器可以帮助天文学家直接测量暗物质的影响。
　　图中显示了哈勃望远镜对大质量星系团Cl 0024+17（ZwCl 0024+1652）的两个视图。
　　左边是可见光下的景色，在淡黄色的星系中出现了奇怪的蓝色弧线。这些是位于星系团后面很远的星系的放大和扭曲的图像。它们的光被星团的巨大重力弯曲和放大，这个过程称为引力透镜。在右边，添加了一个蓝色阴影，以指示称为暗物质的不可见物质的位置，这在数学上是解释所看到的引力透镜星系的性质和位置所必需的。
　　具体来说，一艘配备放射性同位素能量的航天器，一种允许先驱者10号和11号，旅行者号和新地平线号飞离太阳很远的技术，可能能够进行这种测量。这样的航天器可以携带一个反射球，并将其落在适当的距离。球只会感觉到银河系的力量，而航天器除了银河系力之外，还会感受到来自其动力系统中衰变的放射性元素的热力。减去热力，研究人员可以观察银河系力与球和航天器各自轨迹的偏差之间的关系。当两个物体平行飞行时，这些偏差将用激光测量。
　　一个名为＂星际探测器＂的拟议任务概念，旨在从太阳前往大约500个天文单位，以探索未知的环境，这是这种实验的一种可能性。