暗物質消失案:銀河系發現神秘的新嫌疑人

2020-12-04 黑技公社

《暗物質消失案：銀河系發現神秘的新嫌疑人》

本文參加百家號＃科學了不起＃系列徵文賽。

NGC1052-DF4和NGC1052-DF2兩個星系在宇宙中可見，它們幾乎沒有暗物質。Montz博士將為NGC1052-DF2解答下一個銀河之謎。#暗物質#

暗物質：顧名思義，是一種無形的神秘物質，是影響星系形成和生命維持的重要因素。

這樣就產生了強大的引力，促使星系形成，並使現有星系保持完整。

但是自去年「NGC1052-DF4」被發現以來，天文學家們一直感到困惑。NGC1052-DF4是一顆穩定且壽命長的暗物質星系。離開了這一點，星系會發生什麼？關於星系形成的理論有錯嗎？

如今，由雪梨新南威爾斯大學牽頭的一項國際性研究顯示，從一開始，暗物質就被極其貪婪的鄰居們所竊取。

MireyaMontes博士是這項研究的主要作者，也是新南威爾斯大學科學和太空望遠鏡科學研究所的天文學研究員。他說：暗物質不存在，因為它已經消失了。在NGC1035附近，我們發現巨大星系的引力使恆星和暗物質消失。

這項研究發表在今天的《天體物理學雜誌》上，它解釋了為什麼如此多的暗物質會在星系中消失，而不會與現有的星系形成理論相矛盾。

Montes博士說：當兩個星系距離很近的時候，它們會受到對方的引力。在暗星體的深度成像中，我們發現暗星體被一個更大的稱為潮汐破壞的星系所牽引。

地球上也存在著相同的現象：就我們而言，月球的引力作用影響了地球上的海潮。但是潮汐破壞導致星系彎曲(其形狀不如地球或月球)，使其變形。

如果潮汐擾動理論成立的話，更小的星系NGC1052-DF4很快就會顯示出更多的退化跡象。最終會完全崩潰的。

Montes博士說：在影響恆星之前，潮汐剝離會除去相當一部分暗物質。

假設星星出現在毀滅的開始，那麼大部分暗物質就會消失。

本文的合作者之一，加那利國際空間研究所(IAC)研究員 Ignacio Trujillo博士說：隨著時間的流逝，星系會被周圍的大系統(NGC1035)所吞噬。星星在深空中自由飄浮。

強放大鏡

莫茨博士和她的同事們使用強大的望遠鏡和深層成像技術(包括60小時長時間曝光的照片)，在星系的外邊尋找暗淡的線索。

這項技術可以照亮非常暗的恆星和星系，也可以被天文學家稱為宇宙「低表面亮度」。

最初，NGC1052-DF4星系(中央星系)看上去很完整。但是在這張合成彩色圖片中，模糊的恆星離開了銀河系，以灰色陰影顯示，表明正在進行對銀河系的盜竊。NGC1035是它左邊的一個巨大的星系。

Montes博士說：初步研究顯示，星系的對稱形狀是非常鬆弛的，這表明沒有任何外部力量可以幹涉。

但是，更深一層的研究顯示，這個星系實際上受到了它的鄰近星系的影響，它只在相互作用開始的時候被捕獲。

星系內部仍然保持其形狀，但是在較暗的星系外，你可以看到這些潮汐尾部：脫離星系的恆星。

這次觀測使用了IAC80望遠鏡、 Gran Telescopio Canarias望遠鏡和哈勃空間望遠鏡(它們是世界上最大的望遠鏡之一)。

由於暗物質是一種看不見的力量，因此它只能通過恆星和星系等星體之間的相互作用來觀測。

超深成像非常困難，這不僅是因為它需要大量的時間才能達到這個深度，還因為為了保護最脆弱的結構，IAC的第二作者Laurel-Invante-Sainz博士說，IAC的候選者——該研究的第二作者——需要非常仔細地處理數據。

蒙茨博士說：我們需要尋找比地球最暗天空多1000倍的特徵。

解密銀河新謎

維拉-C. Rubin天文臺，目前在智利處於領先地位的光學設備，將把深部成像能力提升到一個新水平。

天文臺的主要項目是時空傳統研究(LSST)：一個為期十年的影像研究，將提供南半球有史以來夜空中最深的影像。

該項目由澳大利亞 UNSW Science的天文學家 SarahBrough教授主持。

她說， LSST將徹底改變低表面亮度天文學，改變我們對星系演化的認識。

此系統將為整個南方天空提供極深的影像資料，對澳大利亞未來的天文測量和科學研究具有重要意義。

這種LSST相機的尺寸與一輛小汽車差不多，可以讓研究人員探測出表面亮度較低的星系。還可以識別星系團內部和周圍的微弱特徵。

儘管這項為期十年的調查要到2023年才能開始，但科學家們仍然期待著銀河探險。

莫茨博士說：這項研究表明，通過獲取更深層次的圖像，我們可以了解宇宙中怪異的東西有多重要。

深層影像可以幫助解釋不能被解釋的秘密。

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