【星闻星事系列25】新发现19个缺少暗物质的星系

发布者:江苏省天文学会文章来源:江苏省天文学会发布时间:2020-01-02浏览次数:13


这一最新的研究也许会对暗物质和星系形成理论产生重大影响。

[图片说明]:哈勃空间望远镜拍摄的矮星系NGC5477。与太多数星系类似,它含有远超普通物质的暗物质。但新近发现的19个几乎不含暗物质的矮星系或许将迫使天文学家重新思考星系最初是如何形成的。版权:Hubble/ESA/NASA。


最近,天文学家又新发现19个缺少暗物质的星系。不同于其他星系,它们主要由我们熟悉的普通物质组成,例如质子、中子和电子。

这一新发现支持了此前发现有两个星系几乎不含暗物质的结果。暗物质占据了宇宙物质的主导,被认为是所有星系的主要成分,也是最初星系形成的主要驱动力。因此,发现这么多星系不含暗物质表明,星系形成与演化理论中必定缺失了某些环节。

20世纪70年代末,天文学家发现仙女星系的转动方式不同于预期。在太阳系中,行星以不同的速率绕太阳公转,距离越近,速度越快。然而,在仙女星系中,其边缘处发光物质的转速与其中心附近的一样。这意味着,仙女星系充满着大量的不可见物质,一直到延伸到远离其中心的地方。这是暗物质存在的第一个直接证据。

在随后的数十年里,天文学家意识到几乎每个星系都充满了暗物质。除了引力外,它不与任何普通物质或光发生相互作用。但在2018年,天文学家发现星系NGC1052-DF2似乎仅含有极少甚至不含暗物质。此后,又发现了第二个几乎不含暗物质的星系NGC1052-DF4。

然而,这次新发现的19个不含暗物质的星系让上述这两个星系显得不再那么另类。如果这些结果是正确的,那天文学家就不得不严肃地思考这份不断增长的无暗物质星系清单到底意味着什么。

最新的这一批不含暗物质的星系发现于对324个矮星系的观测。通过研究每个星系中氢原子气体的旋转速度,可以计算出这些星系所包含普通物质的量,例如气体和恒星。通过数据分析发现,有19个星系所包含的普通物质足以解释其中氢原子的运动。换句话说,这些星系可能并不含有大量的暗物质。

发现不含暗物质的星系意味着,天文学家并未真正了解星系最初是如何形成的。目前猜测,只有当大量暗物质的引力吸引了足量的气体和尘埃时,恒星才会形成,进而形成星系。但问题是,在没有暗物质时,恒星该如何形成?眼下还不得而知。


原文链接:http://www.astronomy.com/news/2019/12/astronomers-find-19-more-galaxies-missing-their-dark-matter
作者:Jake Parks
编译:张景
校审:谢懿