星系棒旋轉速度比預期更慢暗示暗物質存在

據物理學網站報道，近期，《天體物理學雜誌》一篇文章指出，星系棒旋轉速度事實上比之前預測的更緩慢，這或許是證實暗物質存在的最新證據。

科學家認為，宇宙總質量80%是由暗物質構成。這一概念是上世紀30年代弗里茨-茲威基提出的，他解釋為什麼后髮星系團移動速度更快，這將有助於解釋它們的質量構成。決定性的步驟是上世紀70年代威拉-魯賓提出的，他指出，星系外層部分旋轉速度更快，我們可以使用其恆星、氣體和灰塵的質量結合，以及牛頓萬有引力定律進行解釋。

此後天體物理學家以此做為標準設想方案，認為星系被暗物質環環繞，這將支配星系的引力場，但是沒有人能夠識別暗物質的構成，儘管粒子物理學家花費了很大的功夫，這激發研究人員思考進行附加測試，其中一個測試是20年前提出的，理論學家預測，暗物質環會阻礙星系棒旋轉。如果星系棒旋轉減緩，則意味著存在暗物質環。

在螺旋星系中，由於引力作用星系棒中的恆星通常旋轉速度比旋臂結構更快，星系核周圍被稱為「侵蝕圈」，從該星系中心保持相等距離，星系棒中的恆星和星系盤其它物質保持相同速度運行。

「侵蝕圈」所有形成點以及它們與星系核之間的距離叫做「共轉半徑」，之後科學家設計了一個定量法用於識別星系棒旋轉速度，如果星系棒速度減緩，「侵蝕圈」所有形成點在星系盤向外移動，如果星系中心共轉半徑大於星系棒長度的1.4倍，則表明該星系周圍存在暗物質環，減緩星系棒旋轉速度，證實了暗物質的存在。

來源：騰訊太空