【星闻星事系列18】确认存在不含暗物质的星系

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:2019-11-06浏览次数:12

[图片说明]:哈勃空间望远镜新近观测了暗弱而弥散的星系NGC1052-DF4,发现了该星系不含暗物质的强有力证据。版权:NASA/ESA/STScI/S. Danieli等人。


现在,天文学家几乎可以肯定,宇宙中至少有一个星系不含有暗物质。这不仅表明星系真的可以在没有暗物质的情况下存在,同时也提出了一个关于这类星系如何形成的基本问题。

哈勃空间望远镜新拍摄了星系NGC1052-DF4(以下简称DF4)的深度图像,识别出了其中最亮的红巨星,被称为红巨星支上端。由于红巨星支上端恒星在红外波段有相同的发光功率,因此影响它们亮度的因素只有距离。

找到红巨星支上端并用它们来确定DF4的距离,确认该星系到地球的距离为6 100万光年。红巨星支上端基于熟知的恒星物理学,直接得到的距离可信可靠。这直接推翻了此前认为DF4拥有正常暗物质且近得多的观点。

在过去的几年里,天文学界一直存在争议。2018年,偶然发现了星系DF2,它似乎缺少大量暗物质,引发了许多争议。暗物质被认为占据了宇宙物质的85%。

有人对DF2重新进行了研究。使用一系列的方法,确定DF2的距离只有4 200万光年,比此前声称的6 100万光年要近得多。由此,DF2所含暗物质的量与其他星系也差不多。

此后,又发现了另一个星系DF4,距离与DF2相当,同样也缺乏暗物质。基于当时的“哈勃”数据,识别出了DF4中的红巨星支上端恒星,认为它的距离要更新。但根据新的“哈勃”数据,之前的结果有误。

发现并确认第一个不含暗物质的星系将从根本上改变对星系形成和演化的认知。现在认为,星系形成始于暗物质,后者的引力吸引了大量的尘埃和气体,从而触发了恒星形成。

没有暗物质,恒星如何形成会是个问题。在星系历史的早期,没有非常稠密的气体就不会有恒星形成。


原文链接:http://www.astronomy.com/news/2019/10/hubble-reveals-that-galaxies-without-dark-matter-really-exist
     原文作者:Jake Parks
     编译:程小桐
     校审:谢懿