2個星系出現暗物質異常?哈勃望遠鏡新數據提供新理論
2020-12-07 前瞻網2個星系出現暗物質異常？哈勃望遠鏡新數據提供新理論
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關於神秘的暗物質，垂垂老矣的哈勃望遠鏡近日再立新功。一項最新的觀測結果為宇宙中一部分暗物質的缺失提供了解釋。
雖然至今為止，尚未有實例證明暗物質的存在，但不少科學家仍然相信，它比「普通」物質要豐富得多。
在科學家看來，由原子構成、組成了物質世界的「重子物質」，只佔宇宙的不到5%，暗物質佔25%，剩下的則是暗能量——一種可以排斥重力神秘的力量。部分理論證明，暗能量是宇宙加速膨脹的原因。
不過，2018年，一個國際研究小組在我們的宇宙附近發現了一個特別的星系，這一名為NGC1052-DF2星系讓科學家很驚訝，因為它缺少大部分暗物質。
根據暗物質理論，暗物質是當前星系形成和演化模型中的關鍵組成部分。如果沒有暗物質的存在，原始氣體將缺乏足夠的引力來開始坍縮，繼而形成新的星系。
2019年，又一個缺失暗物質的星系NGC1052-DF4被發現，這進一步引發了天文學家對這些天體性質的激烈爭論。
如今，哈勃望遠鏡提供的數據可以解釋NGC1052-DF4星系中暗物質缺失的原因。利用深光學成像技術，研究團隊發現，研究了這個星系，這個位於4500萬光年之外的星系丟失的暗物質可以用潮汐幹擾來解釋。
附近一個大質量星系NGC1035的重力正在將NGC1052-DF4撕裂。在這個過程中，暗物質被移除，而恆星在後期會感受到與另一個星系相互作用的影響。
到目前為止，以這種方式移除暗物質的過程對天文學家來說仍然是一個秘密，因為只有使用能夠揭示極其微弱特徵的極深圖像才能觀測到它。
多虧了哈勃望遠鏡的高解析度，天文學家們可以確定這個星系的球狀星團群。林外，西班牙加那利群島的10.4米加那利大望遠鏡(GTC)和IAC80望遠鏡也被用來補充哈勃的觀測數據。
球狀星團一般是在星系形成過程中，恆星激烈形成階段出現的。它們緊湊的尺寸和亮度使得它們很容易被觀測到，因此是研究其所在星系性質的良好工具。
通過研究和描述NGC1052-DF4星系團的空間分布，天文學家就可以深入了解星系本身的現狀。這些星團的排列表明它們正從它們的宿主星系中被「剝離」，這支持了潮汐破裂正在發生的結論。
通過對星系光線的研究，天文學家們還發現了潮汐尾流的證據，這種尾流是由遠離NGC1052-DF4的物質形成的。這進一步支持了這是一次破壞事件的結論。
此後進一步分析，研究人員得出結論，星系的中心部分沒有受到影響，只有約7%的恆星質量存在於這些潮汐尾流中。
可以推測，比恆星更不集中的暗物質會首先被從星系中剝離出來，現在恆星外部的成分也開始被剝離。
除了別的星系引力以外，在恆星形成過程中，還有一種事件可能對星系的暗物質分布造成影響。
薩裡大學、卡內基梅隆大學和蘇黎世聯邦理工學院的研究人員測量了16個矮星系中心的暗物質，他們發現，當新的恆星形成時，由此產生的風將氣體和塵埃推開，帶走星系中心的質量，並隨之帶走了支撐暗物質的大部分引力。
因此，那些早已停止恆星形成的星系，其中心的暗物質濃度更高。
譯/前瞻經濟學人APP資訊組
參考資料：
[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201130113527.htm
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