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科学家首次发现不存在暗物质的星系

网络整理 2018-04-03 09:44

虽然到目前为止人类还没观测到暗物质,不过根据推测得出的结论是在整个宇宙中暗物质是普片存在的,不过近日耶鲁大学的科学家首次发现了一个看起来几乎完全没有暗物质的星系。

此前科学家认为恒星和星系移动的速度应与其质量成正比。但是在1933年对一组星系进行观测时,瑞士天体物理学家Fritz Zwicky发现情况并非如此,星系团中星系的速度弥散度太高,星系团中应该存在大量的暗物质,其质量远超过可见星系。

暗物质

但是由于暗物质不反射或吸收光线,并且只能通过其与普通(重子)物质的引力相互作用才能间接检测到这一事实,所以这种搜索变得棘手。过去85年来的进一步研究已经揭示了暗物质的更多情况。在整个宇宙中,暗物质远远超过了普通物质。在与我们银河系相似的星系中,这个比例通常在30:1左右,而矮星系中的暗物质可能比普通物质多达400倍。

这使得星系NGC1052-DF2变得非常奇怪 - 它似乎根本没有暗物质。在这项新研究中,耶鲁大学的研究人员测量了银河系中10个星团的运动,发现他们的运动速度约为37,000公里/小时。这相对较慢,这意味着没有“缺失”质量。该研究的主要作者Pieter van Dokkum表示:“星系中的恒星可以解释所有的质量,而且似乎没有任何留给暗物质的空间。”

研究人员首先用耶鲁的“蜻蜓长焦阵列”望远镜观察NGC1052-DF2,随后奇怪的星系引起了团队的注意。为了进一步研究星系并计算其质量,研究小组利用夏威夷凯克天文台以及哈勃太空望远镜进行了光谱观测。

目前NGC1052-DF2如何在没有暗物质的情况下形成是不确定的 - 正如“蜻蜓44”(Dragonfly 44)星系的起源一样,它具有完全相反的问题,即由99.99%的暗物质组成。

“我们认为每个星系都有暗物质,暗物质就是星系的开始,” van Dokkum表示。“所以找到一个没有它的星系是意想不到的,它挑战了我们认为星系如何工作的标准化思维,它暗示着暗物质是真实的。除了星系的其他成分之外,它有它自己的独立存在,这个结果也表明,可能不止存在一种形成星系的方式。“

该研究结果发表在《自然》杂志上。