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2个星系出现暗物质异常?哈勃望远镜新数据提供新理论

2020-12-02 13:29 前瞻网   

 

2个星系出现暗物质异常?哈勃望远镜新数据提供新理论

关于神秘的暗物质,垂垂老矣的哈勃望远镜近日再立新功。一项最新的观测结果为宇宙中一部分暗物质的缺失提供了解释。

虽然至今为止,尚未有实例证明暗物质的存在,但不少科学家仍然相信,它比“普通”物质要丰富得多。

在科学家看来,由原子构成、组成了物质世界的“重子物质”,只占宇宙的不到5%,暗物质占25%,剩下的则是暗能量——一种可以排斥重力神秘的力量。部分理论证明,暗能量是宇宙加速膨胀的原因。

不过,2018年,一个国际研究小组在我们的宇宙附近发现了一个特别的星系,这一名为NGC1052-DF2星系让科学家很惊讶,因为它缺少大部分暗物质。

根据暗物质理论,暗物质是当前星系形成和演化模型中的关键组成部分。如果没有暗物质的存在,原始气体将缺乏足够的引力来开始坍缩,继而形成新的星系。

2019年,又一个缺失暗物质的星系NGC1052-DF4被发现,这进一步引发了天文学家对这些天体性质的激烈争论。

如今,哈勃望远镜提供的数据可以解释NGC1052-DF4星系中暗物质缺失的原因。利用深光学成像技术,研究团队发现,研究了这个星系,这个位于4500万光年之外的星系丢失的暗物质可以用潮汐干扰来解释。

附近一个大质量星系NGC1035的重力正在将NGC1052-DF4撕裂。在这个过程中,暗物质被移除,而恒星在后期会感受到与另一个星系相互作用的影响。

到目前为止,以这种方式移除暗物质的过程对天文学家来说仍然是一个秘密,因为只有使用能够揭示极其微弱特征的极深图像才能观测到它。

多亏了哈勃望远镜的高分辨率,天文学家们可以确定这个星系的球状星团群。林外,西班牙加那利群岛的10.4米加那利大望远镜(GTC)和IAC80望远镜也被用来补充哈勃的观测数据。

球状星团一般是在星系形成过程中,恒星激烈形成阶段出现的。它们紧凑的尺寸和亮度使得它们很容易被观测到,因此是研究其所在星系性质的良好工具。

通过研究和描述NGC1052-DF4星系团的空间分布,天文学家就可以深入了解星系本身的现状。这些星团的排列表明它们正从它们的宿主星系中被“剥离”,这支持了潮汐破裂正在发生的结论。

通过对星系光线的研究,天文学家们还发现了潮汐尾流的证据,这种尾流是由远离NGC1052-DF4的物质形成的。这进一步支持了这是一次破坏事件的结论。

此后进一步分析,研究人员得出结论,星系的中心部分没有受到影响,只有约7%的恒星质量存在于这些潮汐尾流中。

可以推测,比恒星更不集中的暗物质会首先被从星系中剥离出来,现在恒星外部的成分也开始被剥离。

除了别的星系引力以外,在恒星形成过程中,还有一种事件可能对星系的暗物质分布造成影响。

萨里大学、卡内基梅隆大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员测量了16个矮星系中心的暗物质,他们发现,当新的恒星形成时,由此产生的风将气体和尘埃推开,带走星系中心的质量,并随之带走了支撑暗物质的大部分引力。

因此,那些早已停止恒星形成的星系,其中心的暗物质浓度更高。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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