08.21 一個113億光年遠的星系似乎充滿了暗物質

一個113億光年遠的星系似乎充滿了暗物質

一個遙遠的星系似乎充滿了暗物質。

宇宙海鷗星系是一個距離我們113億光年的星系,其最外層的恆星運行速度非常快,不能被星系的氣體和恆星的引力所推動。8月8日,智利瓦爾帕萊索大學的天體物理學家維羅尼卡·莫塔(Verónica Motta)和她的同事說,相反,它們的移動似乎是在一種無形的力量的推動下進行的,表明暗物質的存在。

莫塔說:“在我們附近的宇宙中,你可以看到像我們這樣的星系周圍的暗物質暈。所以我們應該預料到,在過去,暈也是存在的。”

莫塔和她的同事在阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)上使用射電望遠鏡測量氣體穿過宇宙海鷗圓盤的速度,從中心到大約9800光年。他們發現,當恆星離星系中心越遠,它們的速度就越快。

對於大多數繞軌道運行的物體來說,這是一個奇怪的設置。例如,當行星圍繞恆星運行時,最遠的行星移動最慢。但是可以解釋一下,如果星系的遙遠的遠端是由暗物質驅動的,那麼它就會加速。對銀河系和鄰近星系的類似測量提供了暗物質可能存在的最早跡象之一,儘管物理學家仍在試圖直接探測所提出的暗物質粒子。

她的團隊的發現與最近聲稱這種遙遠的星系怪異地缺乏暗物質的說法形成對比。遙遠星系缺乏暗物質的想法來源於2017年德國加京馬克斯普朗克外地物理研究所的天文學家雷因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和他的同事們的一項研究,他們發現100多個遙遠的星系把較慢的恆星保持在邊緣,而較快的恆星保持在較近的位置,幾乎不需要暗物質。

倫敦大學學院的宇宙學家理查德·埃利斯(Richard Ellis)說:“在天體物理學界,根澤爾的研究結果既令人興奮又充滿懷疑。對於其他人來說,用不同的方法來觀察這些距離的星系是很有意義的。”

一個113億光年遠的星系似乎充滿了暗物質

宇宙海鷗星系位於子彈狀星系團的後面,它們的規則物質(紅色,描繪由熱氣發出的X射線)似乎與暗物質(藍色,由背景中的星系變形推斷)分離開了。子彈狀星系團的質量放大了宇宙海鷗星系的圖像,讓天文學家得以詳細觀察這個較小的星系。

莫塔和她的同事們能夠探測到遙遠星系中的暗物質,這要歸功於一個巨大的星系殘骸,被稱為子彈星系團,它充當了一個巨大的宇宙望遠鏡。從地球的角度看,宇宙海鷗星系位於子彈星系團的後面,星團的質量扭曲了海鷗星系的光線,這種現象被稱為引力透鏡。

埃利斯說:“莫塔等人有精湛的數據,但他們的觀察有限。”研究小組只觀察了一個星系,這個星系比那些看起來暗物質較少的星系要小得多,質量也要小得多。此外,這些觀測並沒有覆蓋整個星系盤,因此恆星的速度可能比研究小組所能看到的要慢得多。

一個113億光年遠的星系似乎充滿了暗物質

莫塔同意埃利斯說的說法。她表示,“如果我們真的存在,那麼我們就應該從快速運動到緩慢運動的恆星那裡看到轉折。但我們需要擴大研究範圍,以實現這一目標。”她的團隊明年有更多的時間與ALMA明年繼續尋找暗物質。


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