英科學家發現宇宙早期星系形成新機制 

2007年09月21日15:01  來源:科技日報

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  英國杜倫大學的宇宙學家在《科學》雜志上發表最新研究成果提出,在宇宙早期,暗物質佔據了宇宙的大部分質量,而早期星系形成的關鍵正是依賴於暗物質的特性,正是包括許多難以捕捉的暗物質粒子之間的相互作用,才導致宇宙早期結構的形成。這項突破性的成果為研究10億年前宇宙早期星系的形成提供了新的思路。

  70多年前,科學家首次發現了暗物質,但時至今日仍然沒能完全揭開它的神秘面紗。由於銀河系現在仍然存在著一些早期形成的星系,這次發現可使科學家進一步深入了解暗物質的特征。

  按照宇宙大爆炸理論,在宇宙大爆炸之后,宇宙變得“光滑”,暗物質變得比較均勻,僅有一些小的“波紋”。當引力作用於包含在“波紋”裡的暗物質顆粒時,波紋就會變大。最后,在大爆炸的10億年后,氣體會進入新形成的結構中,導致早期恆星的形成。

  宇宙學家借助稱之為冷暗物質和熱暗物質的模型,利用計算機技術模擬早期星系的形成。結果發現,由於冷暗物質粒子的緩慢移動,早期形成的恆星相互分離,通過暗物質的相互壓縮,形成單個的巨大恆星。作為對比,由於熱暗物質的快速移動,不同大小、數量眾多的星系伴隨著恆星產生過程的大爆炸一同形成,爆炸發生在細長的“單絲”上。

  參與該項研究的梁高(音譯)博士說:“這些單絲有9000光年長,大約相當於今天銀河系長度的1/4。這些恆星的爆發會點亮黑暗的宇宙,形成壯觀的景象。”

  由冷暗物質形成的恆星是巨大的。恆星愈大,生命就愈短,所以這些大星系不會存活到現在。然而,計算機模型卻表明,由熱的暗物質形成的低質量恆星可以活到現在。研究者湯姆·塞恩博士說:“天文學家經常問,最早恆星形成的發源地在哪裡?答案就是,如果某些早期的恆星是由熱的暗物質形成,它現在還會藏匿在我們星系的周圍。”

  與此同時,研究者對黑洞形成的方式也提出了新的見解:大部分恆星會聚集在巨大黑洞群周圍,一些黑洞的質量比太陽質量大10億倍。他們提出一個推論:在熱的暗物質條件下,在稠密的“單絲”上發生的恆星碰撞將會導致黑洞種子的形成。

  塞恩博士說,通過對遠古恆星的研究,引發了人類對了解暗物質本質及了解黑洞的強烈期望,該研究將使科學家更接近了解暗物質的本質。(記者 姜海)

(責編:張文君)
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