这个星系没有暗物质,这是奇怪的


左图为NGC1052,NGC1052-DF2所在的区域也是一个巨大的椭圆星系。NGC1052-DF2是一个超漫反射星系,位于6500万光年之外,似乎缺少暗物质。图中还有NGC1042(主螺旋)和NGC1048(右下角两个相互作用的星系)。 Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/亚利桑那大学,3.0 CC冲锋队

暗物质是所有星系的基础两者缺一不可。至少在天文学家发现一个幽灵般的星系之前,我们是这么认为的任何暗物质。这就好像是宇宙在捉弄我们物理定律在他们的头上——暗物质应该在那里,但事实并非如此。

它是一个“改变游戏规则”的星系,天文学家们说,这是我们从未见过的。

我们可能无法发现暗物质,但是天文学家可以测量它对正常物质的引力作用。例如,他们可以观察恒星环绕星系的速度。当暗物质存在时,那个星系的引力会增大,导致它的恒星比正常物质存在时运动得更快。

但在NGC1052-DF2的情况下,一个超漫星系位于6500万光年之外,天文学家已经发现,它的恒星正在以一种完全可以预测的方式运动只有考虑所有可见物质的总质量。换句话说,暗物质似乎并没有对星系中的正常物质施加重力。这是奇怪的。

“发现一个没有暗物质的星系是出乎意料的,因为这是不可见的,神秘物质是任何星系中最主要的部分。耶鲁大学的在一份声明中说。“数十年来,我们认为星系最初是由暗物质组成的。在那之后,其他一切都发生了:气体落入暗物质晕,气体变成恒星,它们慢慢累积,然后你就得到了像银河系这样的星系。NGC1052-DF2挑战了我们认为星系形成的标准概念。”

超漫射星系本身就很奇怪,直到2015年才被发现,因为它们很难被发现。然而,看来这类星系很常见,但是没有一个像NGC1052-DF2。

这个星系是用蜻蜓远摄阵列发现的,新墨西哥州的一架望远镜,专门用来寻找这些难以捉摸的目标。然后,使用位于W。M。夏威夷莫纳克亚山凯克天文台,天文学家们挑出了10个明亮的球状星团(围绕星系核心运行的大型致密恒星群),并用光谱数据来测量它们的运动。人们发现这些星团的行进速度比预期的要慢,这意味着该星系的质量远低于预期。事实上,质量如此之小,以至于研究人员得出了一个惊人的结论,如果有的话,暗物质存在。

后续观测由双子座北望远镜进行,同样在莫纳克亚山,所以星系的结构可以被研究。在双子座的帮助下,研究人员排除了与其他星系的相互作用是其暗物质缺乏的原因。

“如果真的存在暗物质,这是非常少的,”范多库姆说新闻稿。“星系中的恒星可以占据所有的质量,而且似乎没有暗物质存在的空间。”

他补充说,这一发现似乎表明,暗物质“除了星系的其他组成部分之外,还有自己独立的存在”。这使得NGC1052-DF2的存在成为一个谜。如果没有暗物质,它是如何进化成星系的?

他们的研究发表在3月29日的《自然》杂志上,范多库姆的团队推测,银河系中发生的一些灾难性事件可能已经清除了所有的暗物质,并将所有形成恒星的气体都吹走了。另外,附近巨大的椭圆星系NGC1052可能在数十亿年前NGC1052-DF2缺乏暗物质的过程中发挥了作用,当时它正处于早期和剧烈的进化阶段。

现在,研究人员正在仔细研究哈勃太空望远镜对类似星系的观测可能会发现更多缺乏暗物质的星系。如果他们发现更多,如果暗物质不存在,那么超扩散和微弱的星系可能是常态。这对于我们理解星系是如何进化的是一个很有趣的发展。

“我们之前知道的每个星系都有暗物质,它们都属于我们熟悉的类别,比如螺旋星系或椭圆星系。“但是如果根本没有暗物质,你会得到什么呢?”也许这就是你会得到的。”


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