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科学家首次发现暗物质密度最大星系

科学家曾根据星系碰撞,绘制星系团中的暗物质(显示为蓝色),发现暗物质超乎想像。(NASA/ESA/D. Harvey/R. Massey等)。

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【大纪元2015年11月19日讯】(大纪元记者张秉开编译报导)天文观测首次发现暗物质密度最大的星系,该星系中亮度可以观测到的恒星只有六颗, 让科学家感到惊讶。

据美国加州理工学院(Caltech)11月18日的消息,该校天文学家伊凡‧科比(Evan Kirby)发现,银河系边缘的三角座II星系(Triangulum II)在已知星系中,所含的暗物质密度是最大的。

科比说:“其中的暗物质与亮物质的比值是我所观测星系中最高的。得到这个测量结果后,我一直在想——哇!”

三角座II星系是一个光线暗淡、体积很小的星系,仅含有1,000颗恒星,与含有1,000~4,000亿颗恒星的银河系相比,数量少得可怜。科比使用凯克望远镜对三角座II星系中的恒星进行观测,发现只有六颗恒星的亮度足够在望远镜的视野中观察,其余的恒星暗淡无光。

科比测量了这些恒星的速率,以及重力参数等,最后确定星系的质量。之后,科比助教授将三角座II星系整体质量和其中恒星质量做对比,推算其中的暗物质所占比例非常大,也就是说暗物质的密度很高。

暗物质“扑朔迷离”

当前的物理学认为,暗物质几乎在宇宙的各个地方都会放射伽玛射线。但在星系“噪音”(即不同来源的射线源或不同射线等不确定因素)中,如何判断伽玛射线来自暗物质是一大难题。

可见物质和暗物质在宇宙中的分布。(NASA)
可见物质和暗物质在宇宙中的分布。(NASA)

而三角座II星系是很安静的,甚至有天文学家将之称为死气沉沉的星系,因为该星系缺少形成恒星的气体和其它必须物质。这也可能使三角座II星系成为监测暗物质的较好对象。

报导说,并不能绝对确定科比所测的是星系总质量。法国斯特拉斯堡大学(University of Strasbourg)的科学家测量了三角座II星系外的恒星速率,发现比靠近星系中心的恒星速率要快,这一点和预测的相反。

科比说:“我的下一步研究是测量并确定其它科研组的发现。如果那些系外恒星没有系内的速率快,说明三角座II星系是所谓的动态平衡(dynamic equilibrium),这样则应考虑三角座II星系是最为理想的探测暗物质的伽玛射线源。”

暗物质无所不在

现代物理学和天文认为,暗物质在宇宙组成物质中占80~90%,但却是不可见的。而且,暗物质不仅仅是人眼无法看到,即使仪器也无法感知。

银河系中的暗物质(蓝色的球形光晕) (NASA)
银河系中的暗物质(蓝色的球形光晕) (NASA)

2015年9月,物理学网站phys.org报导,科学家可以像观察被风吹动的树叶来感知空气那样的原理,使用技术方法探索宇宙中的暗物质。例如,现代天文学家希望使用高科技探测器,观测引力透镜、宇宙中大尺度结构、微波背景辐射等,来窥测暗物质的踪影。

因此,有科学家试图在宏观宇宙空间中,使用国际空间站阿尔法磁谱仪(AMS)发现诸如正电子(positron)的异常变化,探知设想中的暗物质粒子相互作用情况。

有的科学家则向微观空间中努力寻找。他们在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)中,制造高能粒子对撞事件,希望发现粒子碰撞前后的能量变化,进而推测能量是否以暗物质的形式逃逸,来检测暗物质的踪影。#

责任编辑:林妍

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2015-11-20 4:38 AM
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