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>>ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡のもうひとつの重要なミッションが、ダークマターに関する謎の解明だ。

>>渦巻銀河やレンズ状銀河などの円盤状の構造である円盤銀河は、中心から離れても回転の速さがほとんど落ちない。電磁波で観測できる通常の物質の質量だけを前提にすれば、外側ほど回転は遅くなるはずなので、この観測結果は説明できない。

>>そこで浮上したのが、銀河には質量をもつが電磁波では観測できない未知の物質が存在しているのではないか──という仮説である。この仮説上の未知の物質がダークマターで、全宇宙の約27%を占めると考えられている。

>>電磁波では観測できないが質量をもつダークマターの性質を踏まえて考案されたのが、「重力レンズ効果」と呼ばれる現象を利用した観測手法だ。大きな質量をもつ天体の周辺では時空がゆがむので、その背後に存在する天体(光源)からの光が曲げられて増光したり、ひずんだりする。この現象を重力レンズ効果と呼ぶ。

>>ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡が観測するのは、そのなかでも弱い重力レンズ効果である。この効果による銀河の形のゆがみはごく微小で、個々の銀河を見ただけでは検出できない。しかし、数億個以上の銀河の形状を統計的に解析すれば、ダークマターの塊がどこにどれだけ存在するのかを浮かび上がらせることができる。

>>この手法を用いてナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、数億個以上の銀河の位置や形状、その像が手前の質量によってどのようにゆがめられているのかを測定する。そこからダークマターを含む物質の大規模な分布を重力の影響から間接的に地図化し、その構造が宇宙の歴史のなかでどのように成長してきたのかを調べることになる。

>>重力レンズ効果について解説した動画。大きな質量をもつ天体の周辺では時空がゆがむので、その背後に存在する天体(光源)からの光が曲げられて増光したり、ひずんだりする。