哈勃最新數據解釋暗物質缺失星系成因

2021-01-12 環球網

本文轉自【科技日報】;

科技日報北京12月7日電 (記者張夢然)自2018年起,科學家曾發現兩個暗物質缺失星系,它們引發了天文學界關於天體性質和引力定律的激烈爭論。據美國國家航空航天局(NASA)官網近日消息稱,NASA與歐洲空間局(ESA)利用哈勃望遠鏡的最新數據,解釋了為什麼星系中會有大部分暗物質「失蹤」。該研究不僅解決了一項天文學難題,也讓有關星系形成和演化的現有知識與宇宙學模型達成一致。

2018年,NASA與ESA利用哈勃空間望遠鏡及其他幾個天文臺數據,首次發現了一個大部分暗物質都缺失的星系,距離我們4500萬光年,位於鯨魚座,被命名為NGC 1052-DF2。這一星系的古怪特徵令天文學家非常意外。因為依據現有理論,暗物質是星系形成和演化模型中的最關鍵組成部分,一旦缺失如此之多的暗物質,演化過程也就缺乏足夠的引力而無法形成星系。但就在「意外」出現一年之後,另一個暗物質缺失星系NGC 1052-DF4被發現,進一步引發了天文學家們對星系性質和引力定律的爭論。

此次,科學家們拿到的最新數據為NGC 1052-DF4星系的暗物質缺失提供了證據。澳大利亞新南威爾斯大學米雷亞·蒙特斯帶領的一個國際團隊,通過深光學成像技術展開研究。他們發現,潮汐破壞的影響可以解釋缺失的暗物質:鄰近的大型星系NGC 1035的引力正在將NGC 1052-DF4拆解開來,在這一過程中,暗物質被「剝離」了,但恆星在隨後「感受」到的其實是與另一個星系的相互作用。

這一情況只有使用能夠揭示極微弱特徵的極深圖像才能觀察到。蒙特斯表示:「我們藉助哈勃望遠鏡以兩種方式發現NGC 1052-DF4正在發生某種相互作用,這兩種方式分別是研究星系的光和球狀星團的分布。」

團隊成員表示,望遠鏡極高的解析度讓他們可以從所得數據中識別出星系的球狀星團,而西班牙的加那利大型望遠鏡和IAC80望遠鏡的數據也對哈勃的觀測結果做出了相應的補充。

該結果對星系缺失暗物質的原因做出了解釋,支持了潮汐破壞機制,同時也意味著,人們目前對引力定律的理解還不用因此而修正。

總編輯圈點

這個研究結果應該讓人又欣慰、又失望。欣慰的是,引力定律的「大廈」依然堅固;失望的是,短時間內仍然不會有科學定理的大突破。庫恩這樣總結科學發展模式:前科學時期(無範式)—常規科學時期(建立範式)—科學革命時期(範式發生動搖)—新常規科學時期(新範式建立)。前人已建好了一套套範式,如今並無新事,新的發現總能找到合理解釋。只要對常規範式修修補補,科學就可以繼續穩步前行。下一次範式革命在何時?會以什麼為契機?誰知道呢。

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  • 哈勃太空望遠鏡新數據解釋了星系中缺失的暗物質
    2018年,一個國際研究小組利用美國宇航局/歐空局哈勃太空望遠鏡和其他幾個天文臺, 首次發現了銀河系附近的一個星系,該星系缺少了大部分暗物質。NGC 1052-DF2星系的這一發現對天文學家來說是一個驚喜, 因為據了解,暗物質是當前星系形成和演化模型中的一個關鍵成分。
  • 暗物質缺失之謎揭露星系NGC1052-DF4正進入死亡旋渦
    據外媒報導,得益於哈勃的新數據,天文學家們離解開宇宙之謎又近了一步。
  • 哈勃望遠鏡最新發現:暗物質遠比我們所想要稠密,揭示著新物理
    據來自哈勃望遠鏡的最新觀測數據,它發現了,在星系中,暗物質的濃度似乎比我們所想像的,更加稠密,而且足足高出了至少一個數量級。千萬別小看這一個濃度差,這就表明了,科學界普遍認可的理論與模型,存在著不小的偏差,甚至推翻了我們之前很多重要的推論與觀點。這或者,也說明了,暗物質,還存在目前我們還沒理解的重大物質特性。
  • 宇宙中最小的星系蘊藏著最多暗物質
    如果你想找到暗物質的話,遵循一條很簡單的規律:跟著質量走。宇宙中那些最大的結構,大型星系、星系組、甚至是超重量級的星系團,都體現了同樣一個問題——它們的內部運動龐大到無法用我們已知物質的引力來解釋。圖片致謝:維基共享資源用戶Stefania.deluca.
  • 撥開迷霧——新發現的巨大古星系,或可給暗物質研究帶來新曙光
    此外,這些星系與暗物質和超大質量黑洞的分布密切相關。第一作者、東京大學天文研究所研究助理王濤在新聞稿中說:「這是首次證實在宇宙137億年生命周期的前二十億年裡有如此大量的大質量星系,我們以前是看不見的。這一發現與當前宇宙演化時期的模型相牴觸,並將有助於補充一些至今一直缺失的細節。」
  • 最新研究:要解釋暗物質,引力一定要變得很奇怪
    暗物質是一種看不見的東西,其引力被認為是可以將星系保持在一起,這可能是物理學中最不令人滿意的概念。但是,如果要擺脫它,一項新的研究發現,需要用更奇怪的東西代替它:引力會在一定距離處將巨大物體拉在一起,而在其他距離處會將它們推離分開。該研究分析強調了解釋暗物質的難度。
  • 什麼是暗物質和暗能量?目前探索暗物質有什麼進展了?
    為了顯得更博學,說暗物質都會順帶提一句暗能量。其實吧,把「暗能量」和「暗物質」放一起是很業餘的(呃,我本來就是業餘的),兩者雖然同屬「暗」字輩,本質上卻大相逕庭。古人把解釋不了的現象歸結於上帝,科學家遇到解釋不了的現象,就把這黑鍋甩給「暗某某」,「暗」這個字並不是一種分類,而是「黑鍋」的意思。
  • 哈勃太空望遠鏡,30周年了!
    暗物質科學家通過引力揭示了暗物質的存在,而哈勃望遠鏡則幫助科學家繪製了迄今為止最大的暗物質所在的三維地圖。雖然暗物質是不可見的,但科學家通過引力揭示了它的存在,通過引力透鏡效應、宇宙的大尺度結構的形成、天體的運動、牛頓萬有引力的現象、微波背景輻射等觀測結果表明暗物質可能大量存在於星系、星團及宇宙中,其質量遠大於宇宙中全部可見天體的質量總和。初步估計暗物質質量大約佔宇宙總質量的85%。通過分析暗物質的引力對來自遙遠星系的光線造成的扭曲,哈勃幫助科學家們繪製出了宇宙中暗物質分布的最大規模的三維地圖。
  • 最新研究:也許「暗物質」根本不存在
    但是它從未被看到或沒有得到充分的解釋。儘管暗物質已成為解釋宇宙更大奧秘之一的流行理論,但一些科學家仍在不斷尋找替代解釋,以解釋星係為何以其行為方式行事。現在,一個國際科學家團隊說,他們已經發現了新的證據,證明可能暗物質根本就不存在。
  • 為了解釋暗物質,科學家提出大膽假設
    暗物質  1970年,當天文學家魯賓和福特在對仙女座大星系進行觀測的時候,發現了一個奇怪的現象。在對遠離星系核的恆星公轉速度進行計算的時候,發現最終數據和利用恆星和星系核心距離計算的結果並不相同。
  • 哈勃望遠鏡七大科學發現
    相比之下,年輕的恆星就像是老人院裡的小孩,它們一定是從其他地方遊蕩過來的:可能來源於一些更為年輕的星系(例如後來被吞併的衛星星系),也可能來自仙女座大星系本身一些比較年輕的區域。而與此相反,我們銀河系的恆星暈並沒有包含大量相對年輕的恆星。因此,儘管仙女座大星系和銀河系外形相似,但哈勃的數據暗示,這兩個星系的成長史迥然不同。這一發現大大加深了我們對星系形成的理解。
  • 哈勃望遠鏡捕獲了這個「蓬鬆」星系
    哈勃太空望遠鏡剛剛在巨蟹座中成像了一個距離地球6700萬光年的星系,而且它很蓬鬆。這個星系被稱為NGC 2775,其模糊的臂像白狗的四肢一樣從其中心盤旋而出,並散布著數百萬顆熾灼的年輕藍星。雖然有些星系已經定義了,但閃閃發光的手臂被稱為「大設計螺旋」,但絮狀星系的螺旋仍然存在,但是它們被斑駁的氣體雲所遮蓋,從而產生了緊緊的狗毛效果。 NGC 2775的氣體螺旋,作為恆星生產工廠,已經遠離銀河系異常巨大的中心凸起而散開。在銀河系生命的早期,該凸起充滿了很早以前就變成白熱星團的氣體。
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    1995年12月18日到28日,哈勃將鏡頭對準大熊座方向一小片天區,拍攝了342張獨立曝光影像,最後合成了哈勃第一張深空照片,「哈勃北部深空」在這張改變天文學的照片上,有3000多個亮點,它們不是星星,而是和銀河系一樣,擁有數千億顆恆星的星系,而這3000多個星系,僅僅佔到了全天區面積的2400萬分之一。
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    科技話題:「超優千號」、玉米基因編輯、「蜻蜓44」星系暗物質、新冠病毒、恆星 2020-10-16 17:00 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 哈勃望遠鏡能看到134億光年外的星系,為何發現不了外星文明!
    哈勃望遠鏡能看到134億光年外的星系,為何發現不了外星文明!哈勃空間望遠鏡是在軌道上環繞著地球的望遠鏡。美國航天航空局聯合歐洲航天局,將哈勃空間望遠鏡於1990年發射,它已經填補了地面觀測的缺口,此外哈勃空間望遠鏡拍到的最遠的照片,是134億光年外的原始星系,只比宇宙小8億年,有人曾經提出疑問,它為什麼拍不到外星的文明。
  • 宇宙暗物質迷科學家的新發現
    暗物質是構成我們銀河系大部分星系的神秘的看不見的東西,它再次使科學家感到困惑,對遙遠星系的新觀察結果與當前對其性質的理解相矛盾。本周發表的研究表明,在圍繞著數萬億顆恆星的三個巨大星系團中,暗物質濃度的觀測結果與應如何分配暗物質的理論計算機模擬之間存在出乎意料的差異。
  • 大質量光子能否解釋神秘的暗物質?
    暗物質細節暗物質之謎的一個主要部分(儘管肯定不是唯一的,這將是本文後面的重要部分)以所謂的星系旋轉曲線的形式出現。當我們看到恆星圍繞它們的星系中心旋轉時,當然離中心較遠的恆星應該比離中心較近的恆星移動得慢。這是因為銀河系的大部分質量擠進了核心,而最外層的恆星遠離所有這些東西,而通過簡單的牛頓引力,它們就應該沿著軌道緩慢懶散的運行。但他們並沒有。
  • 哈勃太空望遠鏡發現的最遙遠的星系,或許很快我們能看得更遠?
    這是由哈勃和斯皮策的觀測數據結合起來發現的,它的光產生了嚴重地紅移了,所以只出現了光譜的紅外部分,肉眼無法識別。2020年4月24日美國宇航局哈勃太空望遠鏡運行時間將達到30年。各種長時間曝光的影像,都揭示了宇宙中的成千上萬個星系,代表著天空的百萬分之一。但是,即使擁有哈勃望遠鏡,以及所有引力透鏡的放大作用,仍然存在著很多我們不能看到的星系,還有很多我們的科技的收集不到信息。哈勃也存在著一些限制。