研究發現：「蜻蜓44」星系98%為暗物質結論有誤

2020-10-25 參考消息

美國趣味科學網站10月20日發表了題為《天文學家曾聲稱某星系的98%是暗物質，他們錯了》的報導稱，在2016年時，研究人員曾聲稱發現了一個幾乎完全由暗物質構成，幾乎沒有任何恆星的星系，名為「蜻蜓44」（DF44）。現在，根據進一步的研究，這種說法已經站不住腳了。全文摘編如下：

這個名為「蜻蜓44」（DF44）的星系屬於一類被稱為超稀疏星系的神秘天體。自上世紀80年代以來，研究人員一直爭論這些巨大、暗淡的天體是否擁有很低的質量，就像遍布在太空大片區域中的矮星系，抑或更像是看上去暗淡但質量巨大的類銀河系星系——它們看上去暗淡是由於兩個原因：它們幾乎沒有恆星，以及它們質量的很大一部分是存在於星系外緣的暗物質，即不發出光線的所謂暗物質暈。在美國《天體物理學雜誌通訊》2016年發表的一篇論文中，科學家們認為，「蜻蜓44」是那些擁有巨大暗物質暈而幾乎沒有恆星的星系中的一個。他們估算了它的質量，認為它至少有98%是暗物質。

但是，英國《皇家天文學會月刊》10月8日發表的一篇新的分析報告指出，早先的那項研究弄錯了。參加2016年研究的研究人員假定大部分的質量被吸入了暗物質暈中，但事實上新研究顯示的其總質量要低得多，表明「蜻蜓44」是那些散布在整個太空中、擁有正常比例暗物質的低質量矮星系中的一個。

「蜻蜓44」星系距離地球大約3.6億光年，因此天文學家們無法直接測量其質量。他們便藉助於替代手段。諸如天體圍繞星系的旋轉速度之類的特徵可以表明該星系的真實質量有多大，因為引力越大，就會使天體旋轉得越快。

在2016年，研究人員聲稱「蜻蜓44」星系擁有巨大的暗物質暈，因為該星系的球狀星團似乎在非常迅速地繞星系中心旋轉。球狀星團是指聚集在星系周圍的眾多恆星群。但是這些對速度的測算在2019年被證明是錯誤。

不過，這並未宣告認為「蜻蜓44」星系擁有大量暗物質的觀點的終結。這是因為當時該星系看起來確實擁有數目相對較多的球狀星團。

新論文的第一作者、荷蘭格羅寧根大學的博士研究生泰穆爾·賽義福拉希說，隨著時間推移，研究人員注意到了星系中球狀星團數量與該星系質量之間的大體關係。

而「蜻蜓44」星系似乎擁有較多的球狀星團，而非人們預想的那種擁有極少恆星的星系。早期的觀測估計有大約100個這樣的星團，後來在《天體物理學雜誌通訊》2017年的一篇論文中，這個數字被縮減到80。這將使得「蜻蜓44」星系質量剛好位於銀河系的質量範圍內——這是個令人震驚的結果，對宇宙學家如何理解整個時空範圍內星系形成的歷史具有巨大意義。在這個新模型中，星系將主要由暗物質天體構成，能夠在沒有眾多恆星或其他發光物質的情況下形成，太空中所有那些亮點都將只是可有可無的點綴而已。

不過，賽義福拉希及其同事進行了計算，他們得到了一個小得多的數字：20。這表明「蜻蜓44」星系擁有正常的矮星系質量這個遠沒有那麼激動人心的結果。他說，兩個研究小組得出如此不同的數字並不讓人意外。

為什麼估算結果會有如此懸殊的差異？

賽義福拉希說，2017年的分析與2020年的分析之間的關鍵區別在於，兩項研究假定的「蜻蜓44」星系中大多數球狀星團的位置不同。2017年的團隊根據與矮星系相關的標準數字，粗略估計了星團會在距離星系中心多遠的地方公轉，然後尋找位於該區域的候選星團。而在2020年論文中，研究人員實際測算了進行公轉的星團離星系中心有多遠，結果發現這類星團的位置與「蜻蜓44」星系中心的距離比預期的近很多。僅統計這個較小區域內的可能星團數便產生了較小的數字。

資料圖片：「蜻蜓44」屬於超稀疏星系。（美國趣味科學網站）

來源：參考消息網

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