根据目前的宇宙模型,科学家们认为,宇宙中所有天体和星际物质的总质量只占整个宇宙质量的1%左右,其余的质量是暗物质。
什么是暗物质?这仍然是一个谜。科学家们已经有了一些候选人,但他们仍然不能肯定地说。和可见物质一样,暗物质并不是均匀分布在宇宙的各个角落,也有着不同的密度。在一些星系中,暗物质的比例相对较低,而在另一些星系中,暗物质的比例相对较高。然而,蜻蜓44星系中如此高比例的暗物质,还是让科学家们感到惊讶。
蜻蜓44星系位于距离我们3.3亿光年的后发座星系团中。它是一个典型的超稀疏星系。这种星系的主要特点是可见物质的密度很低。蜻蜓44星系就是这样。据观测,的质量与银河系相当,约为太阳质量的1万亿倍,但其恒星数量却很少。只占银河系的0.1%左右。因此,它的亮度也很低,只有银河系的1%左右。
星星那么少,质量却那么惊人。难道星辰都非常巨大?显然不可能,因为恒星也是有质量限制的,而我们都是星系,恒星的平均质量不会相差太大。答案只有一个,那就是暗物质。
2016年,科学家通过观察分析得出结论:99.99%的星系蜻蜓44是由暗物质构成的,而恒星等天体的质量只有0.01%!
这个数据一出,立马在天文界掀起波澜,因为这个星系的暗物质比例高得令人难以置信。更重要的是,它还严重挑战了现有的星系形成模型。因此,在过去的四年里,科学家们对这个星系非常好奇,一直在进行着持续的研究。
荷兰Kapteyn天文研究所的天文学家TeymoorSaifollahi就是其中之一。他说:“蜻蜓44星系多年来一直是一项奇怪的工作,现有的星系形成模型无法给出解释。”
更重要的是,更有趣的是,暗物质不仅肉眼看起来是黑色的,而且与可见物质不发生相互作用,因此人类观察和研究它们的难度极大,而它们的本质一直都是一个谜。除了刚刚提到的星系定律之外,只有引力透镜可以证明暗物质的存在。
同时,暗物质也可以解释很多其他的理论。科学家认为,在宇宙形成初期,暗物质对星系的形成至关重要。正是这些暗物质网络像胶水一样被引入星系,将星系连接在一起。我们一开始就说过,暗物质占据了整个宇宙质量的85%,但是像蜻蜓44这样的星系99.99%都是由暗物质构成的,这个比例还是非常惊人的。
那么,这个比例是怎么来的呢?
这是因为天文学家发现一个星系中球状星团的数量与星系的质量有直接关系,虽然我们还没有找到确切的原因。正是基于这一理论,耶鲁大学天文学家PietervanDokkum及其团队在2016年对Dragonfly44星系的球状星团数量进行了观测和统计,最终得出其总质量堪比银河系的结论。那么,根据观测到的恒星数量,可以得到99.99%的暗物质比例。
不过,像Saifollahi这样的科学家对这个数字仍然心存疑虑,希望了解其中的秘密,所以他决定亲自去验证一下。他利用哈勃太空望远镜的观测,用更严苛的参数,确定了那些球状星团中究竟有哪些属于蜻蜓44。事实证明,之前的研究确实出了问题,蜻蜓44星系并没有什么特别之处。
加那利群岛加那利天文研究所的天体物理学家伊格纳西奥·特鲁希略说:“事实上,我们在研究过程中只发现了20个球状星团,相比之前的研究公布的是80个,大大减少了数量这个星系可能包含的暗物质的数量。同时,根据我们发现的球状星团数量,蜻蜓44星系包含的暗物质数据也与此类星系一致,可见物质与暗物质的比例不是1:10000,而是1:300。”
这并不是特鲁希略第一次研究暗物质含量数据的异常。2019年,他还研究了蜻蜓2和蜻蜓4星系。这两个星系也是由vanDokkum和他的同事发现的。当时测量到的暗物质比例也很奇怪,但少得惊人。看起来这两个星系几乎不含任何暗物质。然而,在重新观察和测量这两个星系的距离后,特鲁希略发现它们其实是比较正常的星系。
对于这些怪异星系的“归一化”,金丝雀天文研究所的天体物理学家迈克尔·比斯利说:“我们的研究表明,这些星系并不是那么不寻常和出人意料。这样,现有的星系形成模型无需进一步修改即可解释它们。”
可能是因为见过很多类似的情况,Trujillo甚至认为人类科学家比宇宙中存在与宇宙模型极端相反的数据时更容易犯错误。
这也是正常的是的毕竟,这些天体距离太远,自然很难观测到,再加上我们对宇宙的认识还很有限,难免有些偏差,科学道路上的失误在所难免。正是在纠正这些错误的过程中,人类和科技才能不断进步和发展。
另外,值得注意的是,VanDokkum和他的同事听说Trujillo计算了Dragonfly2星系和Dragonfly4星系之间的距离,我也重新检查了我的计算结果,发现和原来的数据是一样的,现在还分不清这两者到底谁对谁错。
如果Trujillo是对的,那说明我们的Th星系形成模型更可靠,更接近科学真理;相反,如果VanDokkum是正确的,那么我们将更好地了解宇宙。总之,无论谁的正确,都是对人类科学进步无害的。
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