暗物質應該無處不在,但這個神秘的星系卻沒有!
哈勃太空望遠鏡拍攝到的NGC 1052-DF2星系
暗物質被認為佔了宇宙質量的四分之一。但它一直沒有被直接觀測到,暗物質既奇怪又不可見,沒有人能確定它是什麼,但它卻是解釋宇宙中星系運動的關鍵。
一些像我們這樣的星系被預測擁有的暗物質比正常物質多30倍,矮星系中它的數量能達到400倍。然而現在,天文學家發現了一個似乎沒有暗物質的星系。橢圓星系NGC 1052-DF2在離銀河系約6300萬光年的地方,似乎完全是由正常物質組成的,這超出了所有人的預期。
該研究作者之一、耶魯大學天文學教授Pieter van Dokkum博士表示,天文學家可以通過追蹤星系內部物質運動的快慢來計算出星系的質量。例如,如果太陽的質量是地球的四倍,那麼地球就需要以兩倍的速度運行才能保持在同一軌道上。他解釋說,地球繞太陽運行的速度可以告訴我們恆星的質量。
NGC 1052-DF2星系
天文學家以同樣的方式研究這個遙遠的星系。他們追蹤了10個星團的運動來計算出星系的質量。這一數字與可見恆星表觀質量之間的差異,幫助科學家估計了多少星系質量是暗物質。
令人驚訝的是,天文學家並沒有發現暗物質。可見質量基本上和星系總質量是一樣的,它是由完全正常的物質組成。如果存在很多暗物質,星團的移動速度會比現在快得多。
Dokkum博士表示,這個發現完全出乎意料。事實上,研究小組之前曾研究過與NGC 1052-DF2相同的星系,發現它們幾乎都是由暗物質組成的。所以找到與它們完全相反的,也就是沒有暗物質,對研究人員來講很意外。這項發現表明,暗物質在宇宙中的分布可能比預計的更加不均衡。
圖中箭頭所指的雲霧狀物體就是NGC 1052-DF2星系
矛盾的是,發現完全缺乏暗物質可能也會給科學家提供證據來證明這種奇怪物質的存在。一些理論認為暗物質只是一種錯覺,是由於沒有理解引力在宇宙空間上的作用方式造成的。Dokkum博士解釋,在那些理論中,每個星系都應該有暗物質的特徵,不是因為由暗物質造成的,而是因為物理定律。
研究更多關於暗物質分布的現象,也許有一天會幫助天文學家了解它們的更多性質,例如,暗物質是什麼類型的粒子。不過Dokkum博士表示,我們還沒到那一步。
目前,這項最近發現已經刊載於《自然》(Nature)雜誌上。
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