新发现的两个奇怪星系或暗示着暗物质研究的重大突破!

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奇异的NGC 1052-DF2星系,它是那我由恒星、汽体和尘埃组成的超漫射星系,而很明显,这一星系中并也能暗物质。来源:NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

就像池塘里的涟漪暗示着有一颗石头被扔进了池塘一样,暗物质这一神秘物质的居于,也是通过其对宇宙的广泛影响被推断出来的。天文学家无法直接看多暗物质,但暗物质的引力塑造了星系的诞生、特征和运动。这使得去年的那我发现更加出人意料:那我奇怪的漫射星系似乎根本也能暗物质。

就在一点研究人员欢呼这一发现的一起,另一点人也表达了当当我们的怀疑,并批评了对银河系距离和运动的测量。这一发现包含着巨大的风险:机会说这一星系真是不足暗物质,那就将自相矛盾地承认这一物质的居于。而现在,这一完成这一发现的团队带着额外的证据回来证实当当我们最初的发现,再打上去那我似乎也不足暗物质的新发现星系。那我,宇宙中也能那我看起来不足暗物质的超漫射星系,但现在似乎有了那我。德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家迈克尔·博伊兰-科尔钦(Michael Boylan-Kolchin)也能参与这项研究,但你爱不爱我:“机会你只看多那我物体的那我个例,为什么在么在让你把它看成“独角兽”(即不真实的,不具有普遍性),但一旦你发现了两只独角兽,你就会结束了了认为这一独角兽机会是真实居于的,为什么在么在让你就得结束了了担心它们是为什么在么在来的,它们的特征是有哪些,它们有多普遍。”

寻找独角兽

这那我星系发出的光亮非常微弱,为什么在么在让离地球很远:来自有有哪些未知恒星的光子在地球的恐龙时代末期就结束了了向地球传播(为宜65000万年前)。最初名为NGC 1052-DF2的星系,大小与银河系相当,但星系中的恒星数量也能银河系恒星的1%。新发现的NGC 1052-DF4星系与前者居于同那我天空区域中,大小和质量大致相同。(“DF”这一名字来自于获得有有哪些发现的蜻蜓望远镜头阵列(Dragonfly Telephoto Array),该阵列专门探测微弱的宇宙物体。)

去年3月,由耶鲁大学的Shany Danieli和Pieter van Dokkum领导的研究人员发表了一项研究,该研究通过观察NGC 1052-DF2星系的星光以及它附进星团的运动来对其大小进行评估。机会DF2星系所含的暗物质与天文学家通常对那我那我星系的预期一样多搞笑的话,也能暗物质将提高有有哪些星团的轨道时延。为什么在么在让它们移动非常缓慢,这表明暗物质在该星系中不须居于。但批评人士反驳说,有有哪些星团的时延也能得到正确的计算,为什么在么在让,即使计不是正确的,当当我们也认为仅仅也能10个的星团样本规模太小了,不足以可靠地确定 DF2星系的暗物质含量。

后该在去年10月份,Danieli结束了了用这一不同的辦法 来处置这一大问题。她使用了这一名为凯克宇宙网络成像仪的新仪器,这一新仪器被安塞进夏威夷凯克2号望远镜巨大的10米主镜中间,该仪器也能以极高的分辨率来测量物体发出的非常微弱的光,使其成为观察NGC 1052-DF2等超漫射星系的理想仪器。真是依靠这一也能先进的仪器,Danieli机会不再都要通过研究星团的运动来推断星系的质量,相反,她可不也能利用星系的星光来更直观地得到星系的质量。

至于信息方面,有有哪些星光所含多量信息,通过将星光分解成组成它的颜色(即这一被称为光谱学的辦法 ),科学家可不也能确定 恒星的组成成分、年龄、在宇宙中的方向和时延。有有哪些信息大多以光谱线的形式传递(光谱线是恒星光谱中机会各种化学元素的发射或吸收而镶嵌在光谱中的线性特征)。凯克仪器测量了DF2星系中为宜50000万颗恒星的光谱。星系中时延最快和时延最慢的恒星之间的范围可不也能当当我们都知道有几块物质与它们相互作用。物质太久(无论是暗物质或一点物质),恒星时延的范围就越大。Danieli说:“令当当我们吃惊的是,当当我们测量到了非常窄的光谱线,除了星系中恒星所贡献的质量以外,几乎也能一点空间来容纳更多的质量。”即愿因也能空间来容纳暗物质。

与此一起,欧洲南方天文台的埃里克·埃姆塞勒姆(Eric Emsellem)和他的同事们正在智利阿塔卡马沙漠用巨型望远镜仔细观察这一星系,当当我们同样发现了低时延分散范围,这支持了此前不足暗物质的假设。

法国斯特拉斯堡大学(University of Strasbourg)的天文学家尼古拉斯·马丁(Nicolas Martin)是这篇论文的评论者之一。在去年发表的后续著作中,他认为,仅基于附进星团的运动来估计DF2星系的质量太难了。为什么在么在让马丁说,他对Danieli和埃姆塞勒姆的最新结果感到放心。“多亏了地球上最大望远镜上的新仪器才使这成为机会。坦白说,一年前我并我不知道这行不行得通,那那我我还也能把握去说这一星系很奇怪,机会我真是这一测量辦法 不须能完整版支持这一数据。为什么在么在让现在有那我不同的团队机会测量了有有哪些恒星自身的时延范围,现在我认为很明显这是那我奇怪的星系。”

Danieli上周在普林斯顿大学的暗物质会议上展示了她的新发现,并将其提交给《天体物理学杂志快报》发表以供同行评议。

在另一篇论文中,她描述了一点对DF4星系的观察结果,有有哪些结果由她和几块同事去年用哈勃太空望远镜观测所得。Danieli和她的同事研究了围绕DF4运转的7个星团,发现它们完整版后该缓慢地移动,这表明星系中几乎也能暗物质。你爱不爱我,结合此前的研究,几乎背靠背地隐藏在同一块天空区域中的DF2和DF4星系表明,宇宙中居于着一整类那我的暗物质不足的星系。

寻找失踪的物质

一点天文学家对于有有哪些星系最初是怎么里能形成、以及星系中的暗物质去了哪里感到困惑。博伊兰-科尔钦(Boylan-Kolchin)说,这一机会性是附进那我大得多的星系的引力剥离了有有哪些星系的暗物质。机会DF2和DF4机会根本完整版后该星系,也不伪装成星系的普通恒星集;在这一清况 下,有有哪些孤立的恒星群机会是由来自那我地方的气流碰撞形成的。马丁说,完整版后该机会居于更单调的机会,比如星系相对于地球的方向利于当当我们获得它们运动的精确光谱测量。“我对这一系统很糙纠结。这一星系是很有趣,也都要当当我们去解释,但这一解释很机会会很平常,类似也不厚度不对类似的。”

但有一件事是明确的:机会这一大问题能毫无大问题地得到证实,星系中不足暗物质将最终证明暗物质与恒星、汽体、尘埃和一点常规物质是可不也能分离的,为什么在么在让将进一步支持暗物质居于的说法。

到目前为止,尽管进行了几十年的积极探索,还也能人能确定 地探测到暗物质。机会不足证据,一点天体物理学家通过发展一系列名为“紧急引力”(emergent gravity)和“修正牛顿力学”(modified Newtonian dynamics)等的假设来结束了了寻找一点辦法 来解释塑造星系和记录星系的运动。这一观点的支持者认为,大多数天文学家认为暗物质塑造星系的作用实际上机会是这一当当我们还无法理解的物理大问题。但机会是那我搞笑的话,当当我们在一点任何地方都可不也能观察到有有哪些条件。像NCG 1052 DF2和DF4那我的星系也会受到有有哪些假设引力的影响,而有有哪些理论也会都要以这一辦法 来解释有有哪些星系的奇异之处(目前有有哪些理论还也能做到)。为什么在么在让,有有哪些星系的独特之处表明有有哪些假设的一点理论引力是错误的,也能暗物质才是罪魁祸首。

凯斯西储大学(Case Western Reserve University)天文学家、一点假设理论引力的支持者斯泰西·麦克戈(Stacy McGaugh)指出,埃姆塞勒姆的时延-色散测量值几乎是Danieli的两倍。你爱不爱我:“当当我们都要声明当当我们仍在停留这一大问题得到处置,但会 我看多一致的数据。但这一数据只与恒星一致,与暗物质却不一致,这就使它变得非常有趣了。接下来你机会要问:这是为什么在么在居于的?它是那我固有属性吗,还有像那我的星系吗?我感觉也能。”

不久那我机会会有更明确的答案;Danieli说,研究小组目前正在寻找一点也能暗物质的矮星系,“你爱不爱我有有哪些天体告诉了当当我们一点暗物质的性质,但现在下结论还为时过早。这当然是当当我们的希望,但当当我们首先都要找到更多那我的星系,并对它们进行更完整版的研究,”她说。

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