全息屏幕展示出那架着名的阶梯:
第一级,雷达与三角视差法,适用于太阳系内及最近恒星(约1000光年内)。
第二级,主序星拟合与分光视差法,延伸至数万光年,覆盖银河系盘面。
第三级,造父变星与天琴座RR变星的周光关系,可达数千万光年,是跨出银河系的第一步关键阶梯。
第四级,塔利-费舍尔关系(利用星系自转速度与光度相关性)、Ia型超新星(标准烛光)、行星状星云光度函数……
每一级阶梯都建立在前一级的校准之上,任何微小的系统误差,在跨越数百万光年后都会被放大成巨大的不确定性。而本星系群的测绘,要求在最远的成员星系——例如距离银河系约300万光年的IC 1613不规则矮星系——达到优于5%的距离精度。
“所以我们不能依赖单一方法,”陈智林接话道,他调出星海号过去五年积累的数据网络图,“对于每一个重点测绘星系,我们都使用了至少三种独立方法进行交叉验证。比如对M33,我们同时使用了:一,星系内造父变星;二,红巨星分支尖端(TRGB)法;三,星系核心区水脉泽的几何距离测量;四,旋臂上特定电离氢区的三角视差扩展网络。”
屏幕上,M33被密密麻麻的测量线缠绕,如同一个被无数丝线悬吊的水晶模型。每一条线都代表一次距离测定,线的颜色代表不同方法,线的粗细代表测量精度。最终,这些线汇聚成星系中心一个明亮的光点——那是综合所有数据后得到的、概率最高的距离值:2.73±0.10百万光年。
“但这还不够,”苏娜补充道,她调出了本星系群的暗物质分布模拟,“我们测量的只是发光物质的位置。而真正决定星系运动与未来命运的,是看不见的暗物质晕。”
暗物质。这个占据宇宙总质能约26%、却只通过引力与外界相互作用的幽灵,是本星系群结构中无形的主角。每个星系都嵌套在一个巨大的暗物质晕中,这些晕在空间上相互重叠、引力交织,形成复杂的纤维状结构——宇宙学家称之为“宇宙网”在本星系群的微缩版。
星海号无法直接“看见”暗物质,但可以通过星系的运动反推其分布。原理简单而深邃:观测星系中恒星或气体的旋转速度,如果只考虑可见物质产生的引力,外围的旋转速度应该会下降(如同太阳系中行星速度随距离增大而减小)。但实际观测显示,在许多星系的外围,旋转速度几乎恒定甚至上升——这意味着存在大量不可见物质,在更广阔的空间中提供着额外引力。
“我们利用所有成员星系的自行运动(横向运动)与径向速度(靠近或远离我们的速度),”托马展示出一组复杂的矢量场,“结合宇宙学模拟提供的先验分布模型,反演出本星系群暗物质的三维质量分布。这部分工作消耗了星海号主计算机过去三个月70%的算力。”
全息图中,原本由发光星系构成的稀疏图景,突然被一层半透明的、淡灰色的“雾”所填充。这雾并非均匀分布,而是凝聚成连接主要星系的粗壮纤维、包裹每个星系的晕状结构、以及在星系间空间形成的低密度桥接。银河系与仙女座星系之间,尤其有一条显着的暗物质桥——那是两大星系在未来并合的引力高速公路。
“这就是我们宇宙的邻居,”陈智林轻声说,目光扫过那幅既陌生又熟悉的图景,“不是孤立的岛屿,而是浸泡在暗物质海洋中的群岛,被引力的潮汐连接,被共同的运动轨迹绑定。”
就在他说话时,一条紧急通讯请求切入主频道。来自地球,傅博文的私人加密线路。
陈智林做了个手势,托马暂停了演示。舰桥内的其他人默契地将注意力转回各自的工作屏幕,但所有人都能感觉到气氛的微妙变化——傅老去世后,这是傅博文第一次主动联系星海号,而非仅仅接收定期简报。
陈智林走进通讯隔间。量子加密通道建立,全息投影中出现了傅博文的身影。背景似乎是某个天文台的控制室,窗外能看见夜幕下的山峦轮廓。傅博文看起来比三个月前更瘦了些,眼眶下有淡淡的阴影,但眼神依然锐利——那是傅家祖孙三代一脉相承的眼神,仿佛能穿透表象,直视事物本质。
“智林,”傅博文开门见山,“我收到了你们的数据包。小麦哲伦云的自行运动偏差,你们标注为‘需后续验证’的那组,我重新处理了。”
陈智林微微一怔。傅博文此刻应该正在处理傅老的身后事,参与家族信托的安排,应对媒体采访……他怎么会有时间深度介入具体的测量数据?
“你重新处理了?”
“用了爷爷留下的个人工作站,”傅博文语气平静,仿佛在说一件再平常不过的事,“他晚年一直在优化自行运动测量的去噪算法,特别是针对矮星系中老年恒星群的。那些星星运动慢,容易被观测误差和前景恒星污染。我加载了他未完成的算法迭代版本,结合盖亚DR4的辅助数据重新跑了你们那组观测。”
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