阅读时长:4分钟 | 如果把星系想象成一座漂浮在宇宙中的城市,那么暗物质就像看不见的地基和骨架。
它不发光,也不吸收光,望远镜不能直接拍到它,可从恒星的运动、星系的引力效应来看,它似乎又无处不在。
所以,天文学家长期以来有一个基本判断:星系大多是在暗物质“晕”里长出来的。暗物质先聚集成看不见的引力井,普通气体落进去,冷却、凝结、点燃恒星,最后形成我们能看到的星系。
但最近,一个名为NGC 1052-DF9的矮星系,让这个常识再次变得有些动摇了。
它距离地球大约4500万光年,看起来很暗、很弥散,像一团快要融进背景里的淡淡星光。真正特别的是,研究团队发现,它似乎几乎没有暗物质。
这已经不是第一次了。
在同一片天区里,天文学家此前已经发现了两个缺失暗物质的星系——DF2和DF4。它们一度引发争议,因为按照常规理解,一个星系少了暗物质,就像一座大楼少了钢筋骨架,听起来不太可能。如今,DF9加入进来,事情就变得更微妙了。
因为这三个星系不是孤零零地散落在宇宙里,它们和其他几个暗淡星系一起,排成了一条狭长的“星系链”。
研究人员认为,DF2、DF4和DF9可能诞生于同一次剧烈事件。两个富含气体的矮星系曾以很高速度相撞,碰撞发生时,普通气体因为会相互作用,可能被挤压、剥离,沿着碰撞方向留下痕迹。暗物质却几乎不与普通物质发生电磁相互作用,因此可能没有跟着气体一起停下来。
结果就是,一部分气体被甩成一条细长轨迹,并在后来的岁月里形成新的恒星和星系,而暗物质则被留在了别处,DF9可能正是这条宇宙尾迹里形成的新成员。
在这项研究中,天文学家使用了位于夏威夷的凯克天文台,测量DF9内部恒星的运动速度。原理并不复杂,星系质量越大,引力越强,内部恒星的运动通常越“躁动”,反过来,通过恒星速度分布,可以估算星系总质量。
结果显示,DF9的质量大约可以由它已有的可见恒星解释。如果它像普通矮星系那样拥有大量暗物质,恒星运动应该明显更快,总质量也会大得多,但观测没有显示出这一点。
这也是暗物质研究中很有意思的一点,我们看不见它,却能通过应该发生但没有发生的运动痕迹来判断它是否存在。
接下来,研究团队还计划使用更多望远镜继续追踪这条结构,寻找当年碰撞后残留的气体。如果能找到气体痕迹,或者确认更多链上星系也缺少暗物质,那么这个故事会更加完整。
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