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发现第二个无暗物质填充的星系,反而加强暗物质理论

2024-11-02 211

搜出一个不含暗物质的星系会令天文学家感到惶恐,所以去年,耶鲁大学团队发现第一个几乎没有暗物质的星系时,有人喝采,也有人批判哪里出错。现在,两项新研究不只验证了第一个星系真的没有暗物质,还加码发现第二个同样没有暗物质存在的星系,并且团队指出,这些研究反而强化暗物质理论的正确性。

去年,耶鲁大学天文学家 Pieter van Dokkum 领导的团队发现史上第一个没有暗物质的星系 NGC1052-DF2(简称 DF2),论文一出就引来高度争议,天文学家们既惊讶又怀疑,甚至有些人出言不逊,因为暗物质是星系动力学不可或缺的内容物。Pieter van Dokkum 说,虽然大多数批评都客气有礼且具逻辑建设性,但总有一些不怎么友善,每当此时,研究人员就会很紧张的回头看看是否错过什么。

确实,放眼全宇宙至今只找出这么一个独特的物体,就算团队反复检查数据,心里仍难免会有一道小小的声音冒出:“万一真的是我们算错了怎么办?万一这只是我们不了解宇宙而误以为很特别的物体怎么办?”

现在同团队发表在《天文物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal Letters)的最新两篇论文证明他们没有算错。

第一篇论文使用凯克天文台(W.M. Keck Observatory)的凯克宇宙网状结构摄影机(Keck Cosmic Web Imager,KWI),收集更新、更详细的数据重新检查 NGC1052-DF2 星系的球状星团移动速度,结论确定与去年研究一致,即该星系几乎不含暗物质,假如该星系含有暗物质,则球状星团移动速度应该会更快。

第二篇论文使用凯克天文台的低分辨率成像光谱仪(LRIS),加码发现了第二个同样不含暗物质的星系 NGC 1052-DF4(简称 DF4),证明 NGC1052-DF2 并不是唯一特例,宇宙中一定还有超乎想像的无暗物质星系数量在等著挖掘。

(Source:凯克天文台)

与 NGC1052-DF2 星系一样,NGC 1052-DF4 在分类上也属于超稀疏星系(ultra-diffuse galaxy,UDG),它们与银河系差不多大,但恒星数量少了 100~1,000 倍。团队指出,将或许将来我们可以更系统性地搜寻这些不含暗物质的星系,比如利用他们设计的蜻蜓远距阵列(Dragonfly Telephoto Array)望远镜。

而目前,虽然我们只有两个无暗物质星系的样本,还无法提供很全面的结论,但团队指出,超稀疏星系缺乏暗物质反而强化了暗物质理论,因为它证明暗物质不与一般物质耦合作用,并且可以被单独发现;这项研究也再次与那些暗物质替代理论相抗衡,比如修正牛顿理论(MOND)。

  • Second ghostly galaxy without dark matter discovered, first confirmed
  • Galaxies With Almost No Dark Matter Exist, Confirm Two Yale Studies
  • Galaxies without dark matter confirmed
  • Unusual Galaxies Defy Dark Matter Theory

(首图为第一个发现不含暗物质的星系 NGC 1052-DF2,来源:耶鲁大学)

延伸阅读:

  • 首次发现几乎无暗物质填充的幽灵星系,挑战宇宙物质之谜
  • 宇宙缺失质量在哪里?牛津物理学家新理论可破解暗物质之谜
  • 发现 NGC 3256 星系中心或含大量暗物质,“修正牛顿理论”受到挑战
2019-04-02 05:31:00

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