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几乎完全由暗物质组成的小型“霍比特人”星系

斯隆数字巡天(SDSS-II)的研究人员宣布发现了八个新的矮星系,其中七个是围绕银河系运行的卫星。它们类似于数十亿年前被银河系蚕食的系统,有助于缩小观测到的矮卫星数量与理论预测之间的差距。

一项新的研究证实,最近在银河系周围发现的小型超微弱“霍比特人”星系几乎完全由暗物质组成。

暗物质是一种神秘的物质,科学家认为它占宇宙质量的大部分,但目前的仪器看不到。

这一发现将在11月10日出版的《天体物理杂志》上详细介绍,它可能有助于解决长期困扰天文学家的宇宙核算问题,并解释这些小星系是如何形成的。

失踪的矮星系

根据解释宇宙生长和演化的“冷暗物质”模型,像我们银河系这样的大星系应该被多达数百个较小的“矮”星系群包围。然而,直到最近,只有11个这样的伴星星系被发现。

为了解释这个所谓的矮星系失踪问题,理论家们提出,大多数矮星系包含的恒星很少,如果有的话,而是主要由暗物质组成。

今年早些时候,斯隆数字巡天团队的成员宣布,他们在我们的本地星系群中发现了八个非常微弱的小星系,这些星系可能属于这种奇怪的“暗”星系。

由于这些新卫星远小于已知的矮星系,如大小麦哲伦星云,一些科学家将其称为“霍比特人”星系。

加州理工学院的Joshua Simon和加拿大赫兹伯格天体物理研究所的Marla Geha使用夏威夷的Keck II望远镜进行了后续研究,根据霍比特星系内部恒星的移动速度计算出霍比特星系的质量。这两个星系证实,每个星系都是有史以来最小的星系之一,比银河系小一万多倍。

他们还发现,这些星系的质量大约是仅从其恒星质量来看的预期质量的100倍。西蒙在接受太空网采访时表示:“所以剩下的部分必须是其他类型的事情。”

大多数星系,包括我们自己的星系,都被认为含有比正常物质更多的暗物质,但新的霍比特人星系将这一趋势推向了极端。

西蒙说:“我们的工作通过显著增加银河系矮星系的数量并告诉我们更多关于这些星系性质的信息,缩小了冷暗物质理论与观测之间的差距。”

W.M.Keck天文台台长TaftArmandroff称这一新发现“意义重大”

“这是解决问题的第一步,”塔夫脱说,他没有参与这项研究。

这些新发现也为这些小星系的形成提供了一个可能的解释。根据对霍比特星系的质量测量,研究人员推测,大爆炸后几百年才形成的第一批恒星发出的强烈紫外线辐射可能已经将仍在形成的霍比特星系中的所有氢气吹出。

气体的损失将严重阻碍未来恒星的形成,使星系变得非常微弱或完全黑暗。

把它们冲出来

西蒙估计,科学家还需要找到另外100到200个这样的星系,才能最终解决预测和观测到的矮星系数量之间的差异。

然而,这可能很困难,因为科学家预测许多暗物质星系根本不包含任何恒星。清除这些看不见的星系的一种可能的方法可能是寻找它们对我们自己星系的影响。

西蒙说:“如果你有数百个这样的东西围绕银河系运行,你可能会认为它们会对我们银河系的盘面产生影响。”“银河系有一个由恒星和气体组成的非常薄的圆盘,可以熄灭数万光年。如果它不断受到这些暗物质团块的撞击,每个暗物质团块重100万太阳质量,那么你可能会认为这会影响圆盘的结构。”

或者,一些科学家推测,暗物质粒子可以像自己的反物质粒子一样发挥作用。当正常物质和反物质碰撞时,它们会相互湮灭并产生大量能量。

“暗物质可能也会做同样的事情,”西蒙说。“你会认为这是来自这些暗物质团块的高能伽马射线。”

西蒙说,未来的太空天文台,比如美国国家航空航天局定于明年发射的GLAST望远镜,可以探测到这些暗物质伽马射线。


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