沒有暗物質(zhì)的大質(zhì)量星系是一個宇宙之謎
一幅插圖顯示了一個包裹在暗物質(zhì)和NGC 1277光環(huán)中的傳統(tǒng)星系，顯示了這種神秘物質(zhì)形式的質(zhì)的之謎缺乏(圖像來源:Gabriel Pérez Díaz (IAC))。NGC 1277的大質(zhì)圖像:美國宇航局，歐空局和M. Beasley (IAC)。量星ESO 325-G004的宇宙圖像:美國航天局、歐空局和哈勃遺產(chǎn)小組(STScI/AURA/uux.cn)；J. Blakeslee(華盛頓州立大學(xué))
（神秘的暗物地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：由于發(fā)現(xiàn)了一個似乎缺乏暗物質(zhì)的大質(zhì)量星系，我們的質(zhì)的之謎宇宙演化圖景可能會受到質(zhì)疑。
暗物質(zhì)約占宇宙物質(zhì)的大質(zhì)85%，似乎不在英仙座星系團(tuán)的量星NGC 1277星系中。這個星系距離地球2.4億光年，宇宙是暗物第一個銀河系大小的恒星、行星、質(zhì)的之謎塵埃和氣體聚集體，大質(zhì)被發(fā)現(xiàn)缺少暗物質(zhì)。量星
“這一結(jié)果不符合目前公認(rèn)的宇宙宇宙學(xué)模型，其中包括暗物質(zhì)，”該發(fā)現(xiàn)背后的領(lǐng)導(dǎo)者和拉古納大學(xué)研究員塞巴斯蒂安·科默龍在一份聲明中說。
暗物質(zhì)實際上是不可見的，因為它不像構(gòu)成恒星、行星和我們的日常物質(zhì)那樣與光相互作用。然而，它的存在可以通過它的引力相互作用來推斷。當(dāng)天文學(xué)家觀察到大質(zhì)量星系旋轉(zhuǎn)如此之快，以至于如果不是因為一些看不見的質(zhì)量將它們聚集在一起的引力影響，它們就會分開時，這種陰影物質(zhì)的存在首次被提出。
這一事實導(dǎo)致科學(xué)家們建立理論，認(rèn)為所有大型星系都被暗物質(zhì)包裹著，這已經(jīng)成為星系演化理論發(fā)展中的一個重要假設(shè)。但是發(fā)現(xiàn)一個似乎沒有暗物質(zhì)的星系挑戰(zhàn)了這個假設(shè)。
審視一個反社會遺跡星系
被認(rèn)為是宇宙遺跡的NGC 1277在星系中是不尋常的，因為它與周圍的其他星系幾乎沒有相互作用。像這樣的星系被認(rèn)為是早期宇宙中存在的巨型星系的遺跡。因此，這些遺留星系對于幫助天文學(xué)家理解第一個星系是如何形成的至關(guān)重要。
為了幫助這一調(diào)查，Comerón和他的同事用一種叫做積分場攝譜儀的儀器觀察了遺留的星系NGC 1277。這使得他們能夠繪制星系的運(yùn)動圖，并確定其質(zhì)量以及質(zhì)量的分布。
這揭示了NGC 1277總質(zhì)量的分布——應(yīng)該包括暗物質(zhì)——與其日常物質(zhì)內(nèi)容的質(zhì)量分布相同，換句話說，就是恒星、塵埃、氣體和行星。這意味著在星系的半徑內(nèi)，暗物質(zhì)的含量不可能超過5%，但這一發(fā)現(xiàn)與NGC 1277中完全沒有暗物質(zhì)更加一致。
這令人驚訝，因為目前受歡迎的宇宙演化模型，包括宇宙學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，認(rèn)為NGC 1277應(yīng)該由10%到70%的暗物質(zhì)組成。
“觀察結(jié)果和我們預(yù)期之間的差異是一個難題，甚至可能是對標(biāo)準(zhǔn)模型的挑戰(zhàn)，”團(tuán)隊成員兼拉古納大學(xué)研究員Ignacio Trujillo說。
NGC 1277的哈勃縮小圖，它位于超過1000個星系的英仙座星系團(tuán)的中心附近，距離地球2.4億光年。(圖片來源:M. Beasley(加那利航天研究所)/p . keh usma/uux.cn/美國航天局/歐空局)
遺跡星系的暗物質(zhì)去了哪里？
這一發(fā)現(xiàn)背后的科學(xué)家們對為什么NGC 1277如此缺乏暗物質(zhì)有一些想法。
“一個是這個星系所在的星系團(tuán)內(nèi)與周圍介質(zhì)的引力相互作用剝離了暗物質(zhì)，”團(tuán)隊成員兼拉古納大學(xué)研究員安娜·費(fèi)雷-馬特奧說。“另一種說法是，當(dāng)原星系碎片合并形成星系時，暗物質(zhì)被趕出了系統(tǒng)，從而產(chǎn)生了遺留星系。”
該小組對這兩種解釋都不完全滿意，因此，他們將繼續(xù)用拉帕爾馬加那利島上羅克·德洛斯·穆查科斯天文臺的威廉·赫歇爾望遠(yuǎn)鏡(WHT)研究NGC 1277。
如果這些未來的研究證實這個遺留星系缺乏宇宙中最神秘的物質(zhì)形式，科學(xué)家們認(rèn)為這不會挑戰(zhàn)暗物質(zhì)的存在。相反，該團(tuán)隊認(rèn)為這將挑戰(zhàn)暗物質(zhì)模型的替代品，即所謂的修正引力理論。
“雖然特定星系中的暗物質(zhì)可以丟失，但一個修正的引力定律必須是普適的；它不能有例外，”特魯希略說。"因此，沒有暗物質(zhì)的星系是對這種暗物質(zhì)替代物的反駁."
不過，Comerón承認(rèn)，最終的答案還需要等待。“沒有暗物質(zhì)，大質(zhì)量星系如何形成仍然是一個謎，”這位科學(xué)家總結(jié)道。
該團(tuán)隊的研究發(fā)表在《天文學(xué)和天體物理學(xué)》雜志上。
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