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科學家首次發現暗物質密度最大星系

科學家曾根據星系碰撞,繪製星系團中的暗物質(顯示為藍色),發現暗物質超乎想像。(NASA/ESA/D. Harvey/R. Massey等)。

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【大紀元2015年11月19日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)天文觀測首次發現暗物質密度最大的星系,該星系中亮度可以觀測到的恆星只有六顆, 讓科學家感到驚訝。

據美國加州理工學院(Caltech)11月18日的消息,該校天文學家伊凡‧科比(Evan Kirby)發現,銀河系邊緣的三角座II星系(Triangulum II)在已知星系中,所含的暗物質密度是最大的。

科比說:「其中的暗物質與亮物質的比值是我所觀測星系中最高的。得到這個測量結果後,我一直在想——哇!」

三角座II星系是一個光線暗淡、體積很小的星系,僅含有1,000顆恆星,與含有1,000~4,000億顆恆星的銀河系相比,數量少得可憐。科比使用凱克望遠鏡對三角座II星系中的恆星進行觀測,發現只有六顆恆星的亮度足夠在望遠鏡的視野中觀察,其餘的恆星暗淡無光。

科比測量了這些恆星的速率,以及重力參數等,最後確定星系的質量。之後,科比助教授將三角座II星系整體質量和其中恆星質量做對比,推算其中的暗物質所占比例非常大,也就是說暗物質的密度很高。

暗物質「撲朔迷離」

當前的物理學認為,暗物質幾乎在宇宙的各個地方都會放射伽瑪射線。但在星系「噪音」(即不同來源的射線源或不同射線等不確定因素)中,如何判斷伽瑪射線來自暗物質是一大難題。

可見物質和暗物質在宇宙中的分布。(NASA)
可見物質和暗物質在宇宙中的分布。(NASA)

而三角座II星系是很安靜的,甚至有天文學家將之稱為死氣沉沉的星系,因為該星系缺少形成恆星的氣體和其它必須物質。這也可能使三角座II星系成為監測暗物質的較好對象。

報導說,並不能絕對確定科比所測的是星系總質量。法國斯特拉斯堡大學(University of Strasbourg)的科學家測量了三角座II星系外的恆星速率,發現比靠近星系中心的恆星速率要快,這一點和預測的相反。

科比說:「我的下一步研究是測量並確定其它科研組的發現。如果那些系外恆星沒有系內的速率快,說明三角座II星系是所謂的動態平衡(dynamic equilibrium),這樣則應考慮三角座II星系是最為理想的探測暗物質的伽瑪射線源。」

暗物質無所不在

現代物理學和天文認為,暗物質在宇宙組成物質中占80~90%,但卻是不可見的。而且,暗物質不僅僅是人眼無法看到,即使儀器也無法感知。

銀河系中的暗物質(藍色的球形光暈) (NASA)
銀河系中的暗物質(藍色的球形光暈) (NASA)

2015年9月,物理學網站phys.org報導,科學家可以像觀察被風吹動的樹葉來感知空氣那樣的原理,使用技術方法探索宇宙中的暗物質。例如,現代天文學家希望使用高科技探測器,觀測引力透鏡、宇宙中大尺度結構、微波背景輻射等,來窺測暗物質的蹤影。

因此,有科學家試圖在宏觀宇宙空間中,使用國際空間站阿爾法磁譜儀(AMS)發現諸如正電子(positron)的異常變化,探知設想中的暗物質粒子相互作用情況。

有的科學家則向微觀空間中努力尋找。他們在歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)中,製造高能粒子對撞事件,希望發現粒子碰撞前後的能量變化,進而推測能量是否以暗物質的形式逃逸,來檢測暗物質的踪影。#

責任編輯:林妍

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2015-11-20 4:38 AM
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