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12博娱乐场手机官方·科学家发现了一个不存在暗物质的星系,完全违背现有认知

时间:2020-01-09 12:37:05 人气:3368

 

12博娱乐场手机官方·科学家发现了一个不存在暗物质的星系,完全违背现有认知

12博娱乐场手机官方,“从未见过像这样的事情,它违背了我们对星系形成过程的普遍看法。”

一个遥远的星系似乎完全没有暗物质,令天文学家困惑不已,宇宙中这种最难以捉摸的物质也更显神秘。

天文学家从未在任何地方直接观察到暗物质,就算一小块天空中没有暗物质,似乎也没什么大不了的。然而,当前大多数的宇宙理论认为,只要有普通物质的地方,就应该有暗物质。而新发现的这个星系是例外,显得颇为奇怪。

哈勃太空望远镜拍摄的ngc 1052-df2星系影像。该星系没有暗物质,令科学家困惑不已

“从未见过像这样的事情,”耶鲁大学教授、该研究资深作者彼得·范多克姆(pieter van dokkum)说,“它违背了我们对星系形成过程的普遍看法。”

科学家根据暗物质对可见物体的引力作用,推测出暗物质的存在。据估计,暗物质远多于普通物质,是后者的5倍。

最清晰的一些证据是通过追踪星系外围的恒星得出的。这些恒星绕轨运行的速度似乎始终快于它们的逃逸速度(如果达到超逸速度,恒星就应该摆脱引力的束缚,飞向宇宙空间)。这说明,有看不见但质量很大的东西把这些恒星束缚在轨道上。

在银河系,暗物质大概是普通物质的30倍。最新的观测聚焦于一个超稀疏星系,也就是很大但几乎没有任何恒星的星系。该星系编号为ngc 1052-df2。

这支研究团队追踪了10个明亮星团的运行情况,发现它们的速度远低于预期。“它们看起来就像是原地不动,”范多克姆说。

根据运行速度推断,ngc 1052-df2星系的质量上限比预期低了400倍。“就算有暗物质,数量也非常少,”范多克姆解释道,“这个星系的恒星占到该星系质量的全部,似乎没有为暗物质留下任何余地。”

但这项研究的作者说,发现没有暗物质的星系,反而可以算是暗物质可能确实存在的证据。此话似乎自相矛盾。关于高速绕轨运行的恒星,另一个解释是,人们对引力随距离增大而减小的方式理解有误。但如果是这样的话,所有星系都应该遵循同样的模式。

并未参与这项研究的伦敦大学学院宇宙学家安德鲁·庞岑(andrew pontzen)说:“其他的引力理论往往倾向于重现典型的星系,这意味着它们很难解释任何新的或者反常的事情。”

这项研究还引发了有关星系最初如何形成的疑问。

当前的主流观点认为,由于暗物质在宇宙中占据主导地位,更加致密的暗物质团可能提供了最初的种子,使早期宇宙中的物质聚集在一起,最终形成恒星和星系。

“这相当于把暗物质视为脚手架,所有星系都建立在这个基础之上,”范多克姆说,“暗物质不单单是星系的一个组成部分,与其说是旋臂,不如说是基本骨架,宇宙中所有的结构都以此为基础。”

哥伦比亚大学天文学教授耶利米·奥斯特里克(jeremiah ostriker)认为,这项研究意义重大。“主流观点认为,气体落入暗物质的光晕或团块,形成恒星和星系,”他说,“而ngc 1052-df2星系显然是通过其他某种方式形成的。”

人们作出了各种猜测,包括该星系内曾发生碰撞或灾难性事件,导致暗物质被一扫而空。

范多克姆和同事利用低成本的蜻蜓远摄阵列,发现了ngc 1052-df2星系。该远摄阵列由48个商用相机和长焦镜头组成。

从最初的影像中,只能看到夜空中有模模糊糊的一团,但使用双子星多目标光谱仪和凯克望远镜进行更细致的观测后,他们能够圈定该星系内的星团,追踪它们的运行。现在,这支研究团队开始观察其他的超稀疏星系,看看这些星系是否同样缺乏暗物质。

这项研究发表于《自然》杂志。

翻译:于波

校对:其奇

编辑:漫倩

来源:the guardian

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