上世紀初,天文學家雅克布斯.卡普坦(Jacobus Kapteyn)提出了一種假說,即通過星體系統的運動,他可以間接地推斷出星體周圍可能存在著不可見的物質,這種“不可見的物質”就是神秘莫測的“暗物質”。1933年,天體物理學家弗里茲·茲威基(Fritz Zwicky)利用光譜紅移測量了后髮座星系團中,各個星系相對於星系團的運動速度,他得出的結論支持了雅克布斯.卡普坦的假說。儘管科學家們對暗物質的研究已近一個世紀,證實了暗物質遍佈於整個宇宙中、其總量是一般物質的6倍等等,可暗物質仍籠罩於重重神秘面紗之下,科學家們對它的瞭解比較有限、而且爭議極大。
一方面暗物質籠罩於如此濃重的迷霧中、另一方面科學家們對暗物質的探測和解釋是如此的舉步維艱,以致於一部分科學家認為,也許關於暗物質的一切都大錯特錯了、從一開始就錯得離譜,他們提出了一種名為“修正牛頓力學”的理論,認為根本不存在“暗物質”這種東西,恆星和星系的旋轉速度之所以比人們預想的快,是因為引力的作用方式超出了人們的想象。近日,耶魯大學的天文學家皮特.範多克姆(Pieter van Dokkum)率領的一支研究團隊,發現了一個名為“NGC 1052-DF4”的超稀疏星系(簡稱“UDG”),它幾乎沒有任何可辨別的暗物質,乃是繼“NGC 1052-DF2”之後,第二個沒有暗物質的星系。
(暗物質)
大約一年前,皮特.範多克姆的研究團隊發現了6000萬光年之外的幽靈星系“NGC 1052-DF2”,它與銀河系的大小相當,但星系中包含的恆星數量比銀河系少了數千倍,這意味著“NGC 1052-DF2”是一個半透明的、黯淡無光的星系。起初,研究人員用蜻蜓望遠鏡陣列(Dragonfly Telephoto Array)和斯隆數字巡天探測中心(Sloan Digital Sky Survey，SDSS)觀測“NGC 1052-DF2”所處的天區,二者收集的圖像有一些細微的差異,他們又用哈勃的高級巡天相機和凱克天文臺對“差一點”進行更仔細的觀測和分析,才確定“NGC 1052-DF2”的存在。
皮特.範多克姆發表的一篇新聞稿中,難掩自己的驚喜之情,他認為“NGC 1052-DF2”星系是一個全新的事物,從沒有人設想它的存在。依據“NGC 1052-DF2”星系的圖像,皮特.範多克姆和同事們確定星系中含有10個球狀星團,這10個球狀星團由一大群古老的恆星所組成,而且它們的移動速度比預期的慢了三倍以上——這意味著“NGC 1052-DF2”星系含有極少量、甚至完全沒有暗物質。
(暗物質)
皮特.範多克姆公佈了關於“NGC 1052-DF2”星系的重大消息之後,心頭會隱隱的泛起一絲不安的情緒,擔心自己和研究團隊出錯,儘管他和同事們做了力所能及的研究和檢查,可他們仍是憂心大自然開了一個可怕的玩笑。不過,今年的3月末,皮特.範多克姆和同事們使用凱克天文臺的蜻蜓望遠鏡陣列,又發現了一個名為“NGC 1052-DF4”的超稀疏星系,“NGC 1052-DF4”星系與“NGC 1052-DF2”星系位於同一個天區中,它們的大小、表面亮度、形態以及距離等等方面十分的相似,基於此,皮特.範多克姆得出一個結論,即“NGC 1052-DF2”星系並不是宇宙中的特例,而是一種較為普遍的對象,它們的缺乏、甚至是毫無暗物質。
目前,“NGC 1052-DF4”星系的發現引起了天文學界的一場爭論,一些人認為“NGC 1052-DF4”星系的存在,反而凸顯了暗物質在宇宙中的廣泛存在,而另一些人認為暗物質的相關理論正面臨著嚴峻的挑戰。
(暗物質)
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