“蜻蜓44”开辟星系研究新方向

2016年09月03日16:07  来源:科技日报
 
原标题:“蜻蜓44”开辟星系研究新方向

  “蜻蜓44”星系

  一个国际天文学家团队日前发表报告称,已观测到一个有史以来暗物质组成比例最高的星系。其名为“蜻蜓44”(Dragonfly 44),星系99.99%皆由暗物质组成。这一惊人发现让科学家意识到,当前我们对星系的认识仍如此微不足道,而“蜻蜓44”星系开辟了一个全新的研究方向。

  质量与银河系相近

  “蜻蜓44”星系距离我们3亿光年。从宇宙的尺度上来看,两个星系之间这一距离并非十分遥远,但在过去的数十年间,天文学家一直没能发现这个“幽灵”,原因就是作为一个星系它实在太暗了。

  “蜻蜓44”是人们观测到的最大星系之一,质量为太阳质量的一万亿倍,这与我们身处的银河系质量非常之相近,但该星系拥有的天体却比银河系还要少100倍左右,所以才一直被观测设备忽略。直到去年,天文学家们终于从后发座星系团中将其识别出来。

  据《连线》杂志与《新科学家》杂志在线版文章称,这个国际天文学家团队于2015年透过位于夏威夷的凯克天文台与双子星天文台发现了“蜻蜓44”星系,可观测到的天体数量非常之少,但进一步的后续研究很快显示出这绝非一个寻常星系。

  因为按常理,像“蜻蜓44”星系中星体如此匮乏的情况,它很快就会分崩离析,除非有其他的物质起到了“束缚”的作用——答案指向暗物质。

  几乎由暗物质组成

  暗物质研究是宇宙学中最具挑战性的课题,它影响了宇宙的历史,但寻找的过程却甚是艰难。因为对于人类来讲它实在太“暗”了:我们根本看不到暗物质发光,亦看不到它辐射其他粒子。暗物质存在的证据一直是通过引力得来,而其存在的形式(以粒子形式存在或是处于人类尚未知晓的状态)仍不可知。

  为了探明“蜻蜓44”星系中的情况,天文学家利用凯克望远镜配备的DEIMOS(深太空星系成像的多天体光谱拍摄仪),在6个夜晚的时间里共观测该星系内天体的运行速度达33.5小时,数据显示“蜻蜓44”的星体运行速度非常快,约每秒47公里。

  研究人员表示,通过对恒星运动的分析,可以得知那里存在多少物质,而不管它是什么形式的。在“蜻蜓44”星系中,恒星的运动情况已无法用这个星系中那些恒星本身的质量来解释了,最终研究人员得出结论:在这里,99.99%为暗物质,只有0.01%为我们熟知的常规物质。

  那里发生了什么?

  这样一个奇怪的、闻所未闻的星系,究竟是如何形成的?天文学家遗憾地表示,现在仍然不知道——“蜻蜓44”星系与目前人们对星系形成的观念背道而驰。

  相关研究论文的合著者、加拿大多伦多大学的罗伯托·亚伯拉罕认为,数据显示出“蜻蜓44”星系中的大部分恒星存在于一个个密度相对较高的团块结构中,这或许是理解其形成的一个重要线索,但在当前这个阶段,只能作为猜测。

  不过,“蜻蜓44”星系的重大发现,可说是为科学界带来一个庞然大物般的暗物质研究目标。团队成员、美国耶鲁大学的彼得·冯·多库姆表示,它对于暗物质探索将具有重要意义。而与此同时,另一场竞赛已开始,各团队都希望能找到一个比“蜻蜓44”更加接近我们的大型暗物质星系,届时,科学家将从中寻找揭示暗物质粒子本质的信号。

(责编:李岩、陈苑)

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