这些星系颠覆了暗物质在宇宙中的地位,暗物质究竟是什么?

科学界把宇宙中的物质分为能直接看到的和不能直接看到的,并且认为不能直接看到的物质占据了宇宙总质量的90%,那些炫丽的星系、星云等物质只占据了全宇宙的10%左右,科学家认为宇宙中的大多数星系是受到暗物质的影响维持运行的,然而近几年天文观测中发现了几个完全不受暗物质影响的星系,这些星系颠覆了暗物质在宇宙中的地位,其中典型就是NGC 1052-DF2星系这类奇怪的超漫射星系。
最初观测到NGC 1052-DF2星系时,由于这里完全不像银河系这样有围绕星系核心运行的旋臂,看起来更像是由无数颗恒星散乱聚成团的恒星群,然而随后的观测发现这些恒星群在缓慢而又散乱地围绕某个中心点移动,这种运行情况又是典型的星系特征——可能是受到中心超大质量黑洞的影响,天文学家认为一般的星系的形状是圆盘状、球状、螺旋状为主,如果仅依靠黑洞的引力来维持星系就会呈现NGC 1052-DF2星系这个样子。
然而不久之后科学家又发现了另一个超漫射星系——NGC 1052-DF4轻星系,DF2星系和DF4星系都是围绕NGC 1052星系运行的小星系,似乎那片区域由于暗物质的缺失导致了无法像普通星系那样有模有样地运行,科学家一直在寻找出现这种情况的原因,NGC 1052星系是一个位于鲸鱼座的椭圆星系,在NGC 1052星系周围有十几个卫星星系,但只有DF2星系和DF4星系呈现出毫无结构的状态。
来自美国加州大学河滨分校的研究人员提出了一个新的观点,DF2星系和DF4星系中的暗物质可能被NGC 1052星系巨大的潮汐力慢慢剥离了,这两个小星系在刚形成时并非散乱状态也有与其它星系一样的结构,然而科学家发现NGC 1052星系大约在10亿年前曾吞噬过另一个星系,NGC 1052星系的规模因此也变得更加庞大,对其周围的卫星星系造成了潮汐影响,导致了DF2星系和DF4星系中的暗物质逐渐流失到了NGC 1052星系中。
研究人员认为暗物质类似能量不具备普通物质那样的质量,会容易受到星系间的潮汐力影响,由于如今并没有直接找到暗物质存在的证据,这些结论是对存在DF4星系这样的超漫射星系的一种解释,科学家认为如果宇宙中没有暗物质存在的话,大多数星系都应该是像DF4星系这样的散乱结构,那么宇宙中的星系就会在引力的拉扯下呈现出各种奇怪的形状。
DF2星系和DF4星系的散乱状态或许是宇宙罕见的现象,当星系的规模越大时就必须保持有序的状态才能维持运行,暗物质或许就是维持星系有序运行最重要的元素。
宇宙中的暗物质到底是什么?大发现颠覆人类的认知
暗物质几乎占宇宙重量的85%,这意味着它是我们所熟悉的组成恒星、行星、人类和其他一切的“普通物质”的6倍。但是没有人确切知道暗物质是什么。这种神秘的存在是不发光的,它是极其困难的研究。学者们只能通过暗物质对天体的引力作用来揭示其存在。
暗物质是宇宙中可能存在的不可见物质。它可能是宇宙的主要组成部分,但它不属于构成可见物体的任何已知物质。大量天文观测发现,在假设暗物质存在的前提下,牛顿引力的疑似违反现象可以得到很好的解释。
现代天文学通过天体运动、引力透镜效应、宇宙大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果表明,暗物质可能存在于许多星系、星系团和宇宙中。它的质量远远大于宇宙中所有可见天体的总质量。结合宇宙微波背景辐射的各向异性观测和标准宇宙模型(CDM模型),可以确定暗物质占宇宙物质总质量的85%。
物理学家已经提出了一系列的暗物质候选,包括假设的粒子轴突(轴子),弱相互作用的重离子(WIMP)和无效中微子(灭菌中微子)。但其他理论支持暗物质是由质量超过1克的物体组成的。
在这些理论中,宏观暗物质物体的密度很可能很高,类似于核的密度。如果是这样的话,这些物质在太空中的数量可能不会太大,这意味着巨大的暗物质将很难找到。博士JagjitSinghSidhu说:”我们需要非常大的或非常老式的探测器来发现这些物质。“
(0)

相关推荐