一個研究小組利用ALMA 觀測到的MG J0414+0534 系統的引力透鏡，以前所未有的細節繪製了暗物質分佈圖，證實了冷暗物質理論，並為進一步發現宇宙中占主導地位但難以捉摸的成分鋪平了道路。

透鏡系統MG J0414+0534 中的暗物質波動。藍白色代表ALMA 觀測到的重力透鏡影像。暗物質的計算分佈以橘色顯示；較亮區域表示暗物質濃度較高，暗橙色區域表示濃度較低。資料來源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), KT Inoue et al.

新研究以前所未有的細節揭示了暗物質的分佈，最小尺度為30000光年。觀測到的分佈波動為暗物質的性質提供了更好的限制。

神秘的暗物質佔宇宙物質的大部分。暗物質是不可見的，只有透過重力效應才能讓人知道它的存在。暗物質從未在實驗室中被分離出來，因此研究人員必須依靠”自然實驗”來研究它。

重力透鏡是自然實驗的一種。有時，由於隨機的機緣巧合，從地球上看，宇宙中距離不同的兩個物體會位於同一條視線上。當這種情況發生時，前景天體周圍的物質所造成的空間曲率就像透鏡一樣，使背景天體的光路徑彎曲，從而形成透鏡影像。然而，在自然實驗中很難達到探測質量小於星系的暗物質團塊的高分辨率，因此暗物質的確切性質一直沒有很好的證實。

重力透鏡系統MG J0414+0534 的概念圖。與透鏡星系相關的暗物質顯示為淡藍色和白色。星系際空間的暗物質以橘色表示。實線表示受重力彎曲的無線電波的實際路徑。虛線表示透鏡影像的明顯觀測位置。圖片來源：NAOJ, KT Inoue

由日本景代大學教授Kaiki Taro Inoue領導的日本研究小組利用ALMA（阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列）研究了金牛座方向上被稱為MG J0414+0534的引力透鏡系統。在這個系統中，由於大質量星系對光線的引力作用，前景天體形成的背景天體影像不是一個，而是四個。借助彎曲效應和新的數據分析方法，研究小組能夠以前所未有的高解析度偵測到暗物質沿視線分佈的波動，最小尺度可達3 萬光年。

家觀測到的暗物質分佈所提供的新約束條件與緩慢移動或”冷”暗物質粒子的模型是一致的。未來，研究小組計劃透過更多的觀測來進一步限制暗物質的性質。