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可观测宇宙星系失联

可观测宇宙星系失联

银河系之中潜藏着令人叹为观止的神秘力量,那是无数倍重于太阳的暗物质。虽然科学家们对暗物质的秘密尚存,但他们借助计算的方式,揭示了这些“幽灵”般物质,它们占据了宇宙近85%的质量。星系周围,暗物质如影随形,以引力方式默默影响着星体的演变与分布。

近日,一个国际科研团队为我们带来了新的认知:在3月29日最新一期的《自然》杂志上,他们宣布发现了一个与众不同的星系,一个几乎摆脱了暗物质束缚的星系。

耶鲁大学的天文学家Pieter van Dokkum领导了这项研究,他表示,这一发现了我们对宇宙规则的传统认知,对星系演化的既有理论提出了挑战。

难道牛顿和爱因斯坦的理论出错了吗?

自1920年始,随着观测技术的进步,我们发现在广阔的宇宙尺度上,万有引力和广义相对论的计算结果偶尔会出现偏差。例如,按照牛顿万有引力的理论计算,太阳围绕银河系中心的运行速度应较慢,但实际上观测到的速度却更快,这一矛盾让人费解。

但这并不意味着我们要怀疑伟大科学家们的理论。也许……银河系的“体重”实际上比我们之前所认为的要大很多倍!换句话说,银河系可能大部分被不与电磁波发生反应的暗物质所包围,它们为太阳与银河系中心之间提供了额外的引力。

这就像一团迷雾笼罩在银河系之上,让人不禁想起柯南道尔的名言:“排除了一切的不可能,剩下的即使再难以置信,也一定是真相。”

在我们所处的银河系中,暗物质通常是正常物质的30倍左右;而在某些矮星系中,暗物质的量更是达到了正常物质的400倍。这些暗物质的存在使得宇宙的整体布局逐渐明朗。

在暗物质的框架下,我们曾经困惑于为何宇宙中的星系分布如此不均匀的问题得到了解答。而今,一个新星系的发现让我们对暗物质有了更深入的理解。

van Dokkum表示:“长久以来,我们认为星系的诞生始于一团团的暗物质。气态物质随后落入这些暗物质晕团中,逐渐演变为恒星。但NGC 1052-DG2星系的发现挑战了这一传统模型。”

研究人员推测,这个特殊的星系可能在早期的演化过程中经历了剧烈的变化,或是诞生了大量的大质量恒星,导致气态物质和暗物质被迅速消耗。

暗物质的“失踪”之谜

van Dokkum团队利用新墨西哥州的蜻蜓长焦阵列在6500万光年外的宇宙深处发现了这个异常星系。超漫星系原本是密度较小的星系,直到近期才引起天文学家的广泛关注。这个星系的特别之处在于它似乎几乎不含有暗物质。

蜻蜓长焦阵列与位于新墨西哥州的斯隆数字巡天望远镜对NGC 1052-DG2星系的观测结果存在差异:前者检测到团状物质结构,而后者则观察到点状光斑。该星系并未受到周围其他星系的明显影响。

为了进一步探索这个星系,van Dokkum团队还利用了夏威夷莫纳克亚山上的8米双子望远镜和10米凯克双镜。他们锁定了其中10个致密的球状明亮星团,这些星团围绕星系中心紧密旋转。

研究数据显示,这些星团的旋转速度远低于预期值,这表明该系统中不应存在如此多的质量。经过天文学家的精确计算,他们发现这些星团的旋转速度与其本身的质量相匹配。换句话说,这个星系中暗物质的含量相对较少。

这项研究结果出乎意料地证实了暗物质理论的有效性。此前一些试图通过修正牛顿运动定律来解释星系质量之谜的替代性理论认为,像这样的几乎不含有暗物质的星系是不应存在的。

有趣的是,van Dokkum曾在2016年使用蜻蜓长焦阵列发现了一个几乎完全由暗物质构成的超漫星系。这不禁让人对宇宙的奥秘充满了好奇与敬畏。


可观测宇宙星系失联

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