无暗物质星系挑战星系演化理论

萧路

【正见新闻网2018年03月31日】

图:哈勃望远镜中的NGC1052–DF2。Credit: NASA/ESA/P. VAN DOKKUM

暗物质是宇宙中普遍存在的神秘物质。一般而言,宇宙中的普通可见物质都会和周围的物质发生相互作用,比如会发光或者吸收光线等等。暗物质却比较特立独行,它除了提供引力外,几乎不参与其它物理过程。那么科学家是如何知道它们的存在呢?这是因为在观测中发现了暗物质的引力效应。观测中发现许多星系边缘的星体运动速度很快,超过星系中普通物质所能提供的引力,本来应当冲出星系。然而,它们都被星系牢牢抓住。因此,科学家们认为这是由于星系中存在大量暗物质提供引力抓住了这些星体。目前理论认为,暗物质在宇宙中远多于普通物质,大约高出5倍。尤其是在普通物质密集存在的区域,例如星系和星团等等,暗物质也密集存在。

但是,2018年3月28日的《自然》杂志上,天文学家们发布了一个令人惊讶的结果,一个编号为NGC1052–DF2的星系中几乎没有暗物质。研究者们正是通过测量星系边缘的恒星团的移动速度,发现他们的速度远低于预测值。通过比较星系中可见物质的质量,研究者们发现这个星系质量远低于一般的星系,并且几乎不存在任何暗物质。目前演化理论认为,宇宙初期有大量暗物质,由于这些暗物质分布不是完全均匀的,所以在局部区域产生较高的密度及强大的引力,导致可见物质逐渐凝聚形成星系。按照这个观点,所有星系中都应当遍布暗物质。那么为什么NGC1052–DF2星系中没有暗物质呢?有些研究者认为,也许是由于星系的撞击等剧烈变化导致它的暗物质被清空。但是这个观点目前没有观测证据。另一些研究者认为,这项发现说明现有的暗物质理论很可能有严重问题,应该尝试修正现有的宇宙和星系演化模型。
 
 

 

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