暗物質作為宇宙的骨架,為何存在暗物質稀少的星系?

人類在探索宇宙的過程中逐漸發現宇宙的組成成分,認為暗物質是宇宙的重要骨架,星系是由恆星、氣體、塵埃及最重要的暗物質組成的,這或意味這宇宙是一個巨大的生命體,生活在屬於它的巨大的空間裡,暗物質作為宇宙重要的組成部分,宇宙每個角落到處都有暗物質的下落,而且還是大量的存在,天文學家宣佈發現了一個例外:有一個星系所含暗物質的量僅有預期的1/400。

暗物質作為宇宙的骨架,為何存在暗物質稀少的星系?

NGC1052-DF2是一個大而暗的星系。根據其明亮星團的運動。發現它僅含有很少的暗物質。天文學家對於其背後的原因至合仍不清楚。版權:Gemini Observatory/NSF/AURA/Keck/Jen Miller。

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多年前,天文學家研發建造了蜻蜓攝遠陣列,專門在天空中尋找大而暗的星系,其中有一個被稱為NGC1052- DF2。對它進行的後續更高分辨率成像發現,該星系的結構看上去很古怪:整體亮度很低,但卻存在多個明亮的年老星團。此後,凱克望遠鏡獲得了它的光譜,測量了這些星團中數個的運動。結果發現它們的運動速度極低,但它們本該以更高得多的速度運動。

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現行的理論預言,構成恆星、塵埃和氣體的普通物質會與暗物質耦合在一起。但星系NGC1052-DF2外邊緣處恆星的運動速度只有標準暗物質含量下應有的三分之一。根據這些星團的運動,天文學家計算出了該星系的質量。不同於大多數星系,可見的普通物質佔據了NGC1052- DF2質量的大部分,而暗物質所佔的比例卻很小。這直接挑戰了暗物質與發光物質耦合的觀點。

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在其他每個星系都含有大量暗物質的情況下,若這個星系真的僅含少量暗物質,那麼這意味著什麼?有關這個問題的答案也許會告訴天文學家暗物質是什麼,而這目前仍是個謎。

拓展:

NGC 1052-DF2

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NGC 1052-DF2是鯨魚座中的一個超漫射星系,由蜻蜓望遠鏡頭陣列對NGC 1052星系群進行了廣域成像調查。有人提出,星系中暗物質很少或根本不含暗物質,這是第一次這樣的發現。然而,後續研究尚未證實這一點。

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暗物質現在還未證實,人們只是猜測他的存在,在宇宙中存在暗物質稀少的星系確實稀奇,由表面亮度波動導出的與星系的距離為19±1.7MPC。由於近距離,它被認為是與橢圓星系NGC 1052相關聯,並且距離約20 MPC。NGC1052-DF2中暗物質的明顯缺乏可能有助於證明暗物質是真實的:如果看起來暗物質實際上只是未知的普通物質引力的影響,那麼這個明顯的暗物質也應該在這個星系中。要是證明了這個星系僅僅存在稀少的暗物質,那麼現代對星系的形成的觀點理論將會被改寫,很有可能是這個星系有一個質量與光的比率,接近一個矮星星系的期望值的低端。

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