一个国际天文学家团队揭穿了恒星和暗物质在星系中不可解释地相互补偿的理论，揭示了这种被感知的均匀性是由于过于简化的天文模型。
通过使用更详细的模型和来自甚大望远镜的大量数据，该团队展示了星系结构的真正复杂性，挑战了对星系形成和演化的既定理解。
8月10日发表在《皇家天文学会月报》(MNRAS)上的一篇论文推翻了天文学中一个长期存在的“阴谋” —— 恒星和暗物质以令人费解的方式相互作用。
作者来自澳大利亚、英国、奥地利和德国，并使用了智利的甚大望远镜。
这个阴谋的出现是为了解释一个困惑了天文学家四分之一个世纪的现象。不同星系的物质密度从中心到外缘似乎以相同的速率递减。这是令人困惑的，因为星系是多种多样的，有许多不同的年龄、形状、大小和恒星的数量。为什么它们会有相同的密度结构呢？
重新思考星系结构
“这种同质性表明，暗物质和恒星必须以某种方式相互补偿，才能产生如此规则的质量结构，”该论文的第一作者、麦考瑞大学ASTRO 3D研究员卡罗·德肯恩博士说。
就像许多阴谋一样，没有研究人员能想出一个机制。如果暗物质和恒星可以以这种方式相互作用，那么我们就需要改变我们对星系形成和演化的理解。但直到现在，他们也找不到另一个理由来解释他们所看到的。
德肯恩博士和她的同事发现，密度上的相似性可能不是由于星系本身，而是由于天文学家测量和建模的方式。
先进的建模揭示了新的见解
该团队利用位于智利的欧洲南方天文台的甚大望远镜，对22个中年星系（由于它们距离遥远，可以追溯到大约40亿年前）进行了非常详细的观察。这使他们能够创建更复杂的模型，更好地捕捉宇宙中星系的多样性。
“过去，人们建立的简单模型有太多的简化和假设，”德肯恩博士说。
“星系是复杂的，我们必须自由地对它们进行建模，否则我们将测量错误的东西。我们的模型在斯威本大学的OzStar超级计算机上运行，使用了相当于大约8000小时的桌面计算时间。”
天文学以外的影响
德肯恩博士现在将她的天文学专业知识应用于澳大利亚公共服务的复杂数据。
“天文学让你很好地理解了大数据，”她说。“现实世界是混乱的，我们并不总是拥有所有的数据。没有人会告诉你答案，或者你是对是错。你需要积累数据并进行分析，直到找到有效的方法。”
该项目使用VLT上的MUSE（多单元光谱探测器）来分析MAGPI调查（中世纪星系属性与积分场光谱）中的星系。MUSE收集光谱数据立方体，其中每个像素实际上都是一个光谱。
“MAGPI项目是ASTRO 3D如何利用澳大利亚与欧洲南方天文台的战略合作伙伴关系的培训研讨会和协作空间的一个很好的例子，”ASTRO 3D主任Emma Ryan-Weber教授说。
Ryan-Weber教授说：“来自ESO甚大望远镜的复杂数据不仅解决了天文学中一个长期存在的问题，而且为像卡罗·德肯恩博士这样的年轻科学家提供了一个平台，在这个平台上他们可以开始自己的职业生涯，解决现实世界的问题。”
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