備受爭議的“無暗物質星系”通過了最困難的測試

備受爭議的“無暗物質星系”通過了最困難的測試

這裡拍攝的星系NGC 1052-DF4是被認為沒有暗物質的兩個星系中的第二個。對這一想法的最新挑戰之一是質疑這個星系和另一個星系的距離(NGC 1052-DF2),但一篇新的論文剛剛證實了更大的距離為6,000萬光年,而不是另一個團隊青睞的4,000萬光年的距離。

理論上,所有星系都應該包含大量的暗物質,只有一個例外。

備受爭議的“無暗物質星系”通過了最困難的測試

宇宙中已知最快的星系之一,以幾千公里/秒的光速穿過星系團(並被剝去氣體)。恆星尾跡形成,而暗物質則繼續與原始星系相聯。因為正常物質對宇宙的所有力都有反應,而暗物質只會經歷引力,它們可以相互分離,而被剝離的氣體可能會重新摺疊,形成一個更小的暗物質無星系。

銀河合併、相互作用或氣體剝離事件可以隔離大量正常物質。

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恆星形成、氣體橋和不規則形狀的星系只是希克森緊湊型群31中出現的一些特徵。緊密的星系群通常可以說明星系合併是如何在不同的階段和環境中出現的,並能與一些較小的衛星星系一起定居在一個大的橢圓星系中,其中一些星系應該包含暗物質,而另一些星系則應該完全沒有暗物質。

這些被釋放的星團應該會被引力和重新分離,從而創造出無暗物質的星系。

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Hanny‘s Voorwerp在2011年被發現,它是目前已知的20多個物體中的第一個,它是一種綠色的、發光的氣體(由於電離氧的作用),這些氣體延伸到附近星系以外的數萬光年。這類天體的進化版本,應該代表從主星系中噴出的一堆正常物質,可能會產生像df2和df 4這樣的無暗物質星系。

批評者認為他們的缺席證明暗物質是不存在的。

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巨大的橢圓星系NGC 1052(左邊)控制著它的星系團,儘管還有許多其他大型星系,比如巨型螺旋星系NGC 1042。在這些星系附近有一些很小的、幾乎看不見的超漫射星系,被稱為NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4(簡稱DF2和DF4),如果它們距離NGC 1052:60到7000萬光年,它們似乎僅由正常物質組成。

然而,2018年和2019年科學家宣佈兩個無暗物質星系: NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4.

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整個蜻蜓地,大約11平方度,集中在NGC 1052。變焦顯示的是NGC 1052的周圍環境,而NGC 1052-DF2則突出顯示在嵌入式中.這是Van Dokkum等人的擴展數據圖1。2018年出版,宣佈發現DF2。幾個月後,Df_4星系在同一場中被測量,也揭示了暗物質無的性質。

關鍵的進步是測量它們的速度色散,這是由現代儀器實現的。

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在相對鄰近的宇宙中(在1億光年內),為尋找極低表面亮度星系而優化的蜻蜓遠距陣列已經在NGC 1052-DF2中發現了一個獨特的星系。它可能是多個星系中的第一個,現在NGC 1052-DF4加入其中,沒有證據顯示暗物質在其中。(亞伯拉罕和範多庫姆(2014年)/耶魯大學)

這些測量,再加上母星系NGC 1052的距離,可以重建它們的總質量。

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星系DF2的KCWI光譜(黑色),直接取自arxiv:1901.03711的新論文,早期的結果來自一個競爭團隊,使用的是紅色疊加的繆斯。您可以清楚地看到,與KCWI數據相比,MUSE數據分辨率較低,被塗抹,並且人為地膨脹。結果是由前人的研究人員推斷出的一個人工的大速度色散。

距離估計在6,000萬到7,000萬光年之間,它們的銀河系性質表明暗物質是無成分的.

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星系NGC 1052-DF2是由W.M.凱克望遠鏡上的KCWI攝譜儀在莫納基亞上拍攝的,使科學家能夠以前所未有的精度探測星系內恆星和球狀星系團的運動。(Da

以前,aNGC 1052-DF2表面亮度波動的直接測量屈服同樣的距離但疑慮依然存在。

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這個看上去模糊的大星系是如此的分散,以至於天文學家稱它為“透明”星系,因為他們可以清楚地看到它背後的遙遠星系。這個被歸類為NGC1052-DF2的幽靈物體沒有明顯的中心區域,甚至沒有螺旋臂和圓盤,這是螺旋星系的典型特徵。但它看起來也不像一個橢圓星系,因為它的速度色散都是錯誤的。甚至它的球狀星團也是奇球:它們是其他星系中典型恆星群的兩倍大。與這個星系最奇怪的一面相比,所有這些奇怪之處都顯得黯然失色:NGC1052-DF2由於它明顯缺乏暗物質而備受爭議。在DF4的加入下,這些星系可以解決一個巨大的宇宙難題。

不同的團隊聲稱這些星系屬於更近的前景群暗指典型的暗物質密度。

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超漫射星系KKS 2000]04(NGC 1052-DF2)朝向Cetus星座,被認為是一個完全沒有暗物質的星系。Trujillo等人的研究結果。質疑這一點,聲稱星系更近了,因此質量與光度的比率(和速度色散)與以前所認為的不同。這是極具爭議的。

哈勃測量了另一個星系NGC 1052-DF4,被拿走來解決爭議。

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由Danieli、Van Dokkum等人組成的哈勃太空望遠鏡拍攝的關於NGC 1052-DF4星系的新數據比以前的觀測結果要深8倍。從紅巨星分支的頂端測量恆星,他們推斷出星系的距離為18.8 mpc(6100萬光年),與ngc 1052組一致,而與另一個前景組的距離則更近2000萬光年。

利用紅巨星枝條頂端的恆星,確定了6100萬光年的距離。與暗物質一致。

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附近的許多星系,包括所有局部星系群(大部分集中在極左),顯示出它們的質量和速度色散之間的關係,這表明暗物質的存在。NGC 1052-DF2是已知的第一個僅由正常物質組成的星系,後來在2019年早期由DF4加入。這些最新的觀測證實了與這些星系的距離,因此也證實了它們的暗物質不存在的性質。

如果這些星系確實擁有測量到的大小、距離和速度色散,它們必須是無暗物質的。


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