我天文学家发现由重子物质主导的奇特矮星系

2019年11月27日08:48  来源:科技日报
 

  中国科学院国家天文台等单位的研究人员发现,在近邻宇宙有一类特殊的矮星系,在其几万光年的半径内,主要由重子物质构成,暗物质只占其中一小部分。这与目前在标准宇宙学模型下的矮星系形成理论预言相违背,从而对冷暗物质的假设提出质疑,对经典的矮星系形成理论提出挑战。相关研究成果26日在线发表于《自然·天文》杂志上。

  在以暗能量和冷暗物质主导的标准宇宙学模型下,星系在暗物质晕中形成和演化。在大质量的系统中,重子比例可达到宇宙的平均值,这一比例随着暗晕质量的减小迅速降低。“由于低质量系统束缚重子的能力比较弱,在矮星系系统中,通常认为其重子物质含量相对于暗物质是非常少的,这也在银河系和本星系群的卫星星系中得到证实。不同于大的星系,在这些卫星星系中,即使在其几千光年半径内,都是暗物质主导的。”中国科学院国家天文台研究员郭琦说。

  然而,研究发现了一类特殊的矮星系,不同于以往的观测数据和数值模拟的预言结果,这些矮星系在中性氢覆盖的区域(几万光年)都是由重子物质主导的。在典型的矮星系系统中,在该尺度上的暗物质质量是重子物质质量的十到几百倍。特别的是,研究发现的这类矮星系大部分是孤立系统,并不会受到外界环境的影响。目前,在标准宇宙学模型下,还没有任何理论或者数值模拟能够解释这类星系的形成。

  郭琦表示,这一发现对标准宇宙学模型,以及该模型下的星系形成理论提出了重大质疑,促使人们重新审视暗物质的本质,温暗物质或者绒毛暗物质模型或许更易于解释此类矮星系的形成。

(责编:乔雪峰、赵竹青)

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