天文学家声称星系是98%的暗物质。他们错了。

  

天文学家声称星系是98%的暗物质。他们错了。

 

  蜻蜓44星系看起来像是在太空中的污迹。物理学家曾经以为它隐藏着巨大的暗物质光环,但一篇新论文驳斥了这一想法。

  图片:©Teymoor Saifollahi和NASA / HST(HST提案14643,PI:van Dokkum))早在2016年,研究人员声称发现了一个几乎完全由暗物质组成,几乎没有恒星的星系。现在,在仔细检查中,该主张已经破裂。星系蜻蜓44(DF44)属于一类神秘物体,称为超扩散星系或UDG。自1980年代以来,研究人员一直在争论这些庞大,昏暗的物体是否具有低质量,例如在宽广的太空中涂抹的矮星系,还是更像是看起来暗淡的沉重的银河系星系,其原因有两个:因为它们几乎没有恒星,并且因为其质量的很大一部分是在银河系外围发现的暗物质,所以所谓的暗物质光环不发光。在2016年发表在《天体物理学杂志快报》上的一篇论文中,科学家们争辩说DF44是其中一个暗物质晕大而恒星少的星系之一。他们估计了它的质量,发现它至少是98%的暗物质。 但是,一项新的分析发表在10月8日的《皇家天文学会月刊》上,表明较早的研究弄错了。2016年研究的研究人员认为,一堆物质被团聚到了暗物质晕圈中。但是实际上,这项新研究显示总质量要低得多,这表明DF44是分布在空间中且暗物质含量正常的那些低质量矮星系之一。

  DF44距地球约3.6亿光年,因此天文学家无法直接测量其质量。相反,他们依靠代理。诸如物体绕星系的速度之类的功能可以指示其实际质量,因为更大的引力会使物体旋转得更快。2016年,研究人员声称DF44具有巨大的光晕,因为它的球状星团(称为银河系的少数)似乎在其中心旋转得很快。(球状星团是聚集在星系周围的恒星群。)但这些速度测量结果在2019年被证明是不正确的但是,这并不是说DF44有大量暗物质的论据的终点。那是因为星系似乎确实拥有相对大量的球状星团。这项新研究的主要作者,荷兰格罗宁根大学(University of Groningen University)的博士生Teymoor Saifollahi说,随着时间的流逝,研究人员已经注意到星系中球状星团的数量与该星系的质量之间的一般关系。

  而且DF44的球状星团似乎比星系如此少的星系还要多。早期的观察估计这些星团中约有100个,后来在2017年的《天体物理学杂志快报》上的一篇论文中缩小到80个。这将使DF44的质量直接进入银河系,这是一个令人震惊的结果,对宇宙学家如何理解整个时空中银河系形成的历史具有重大意义。在新模型中,星系将主要是暗物质物体,它们能够在没有很多恒星或其他发光物质的情况下形成。空间中所有这些亮点都只是可选配件。然而,塞弗拉西和他的同事做了自己的计算,他们的数字更低:20。这表明DF44具有正常的矮星系质量,而结果却不那么令人兴奋。他说,两个研究团队最终得出如此不同的结果并不奇怪。 为什么估算值会有如此明显的差异?

  Saifollahi告诉Live Science:“这不像看和计数那样容易。” “在图像中,有各种各样的天文物体,并不是全部都是球状星团。从我们到银河系的途中,有些只是恒星,有些看起来很小,却很远。”他说,弄清楚这些物体是什么始终存在一定程度的不确定性。当您考虑到研究人员假设球状星团太小且昏暗而无法从我们的有利位置观察时,在所有星系周围始终存在这种现象尤其如此。Saifollahi说,2017年分析和2020年分析之间的关键区别与他们假设DF44中大多数球状星团所在的位置有关。2017年团队根据与矮星系相关的标准数对星团离星系中心的轨道进行了粗略的猜测,然后在该区域寻找候选者。对于2020年的论文,研究人员实际上测量了星团从星系中心延伸的距离,发现恒星团的聚集比预期的更接近DF44的中心。仅在较小的区域中计算可能的聚类产生较小的数目他说:“从侧面看,这也是一个有趣的发现。”他说,在对UDG的未来研究中,科学家将必须更加小心,不要依赖于关于球状星团的标准假设。他和他的同事计划更仔细地检查估计球状星团数量较高的其他UDG,并查看这些估计是否成立。


天文学家声称星系是98%的暗物质。他们错了。