北京
閱讀時(shí)長(zhǎng)：4分鐘 | 如果把星系想象成一座漂浮在宇宙中的城市，那么暗物質(zhì)就像看不見(jiàn)的地基和骨架。
它不發(fā)光，也不吸收光，望遠(yuǎn)鏡不能直接拍到它，可從恒星的運(yùn)動(dòng)、星系的引力效應(yīng)來(lái)看，它似乎又無(wú)處不在。
所以，天文學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)有一個(gè)基本判斷：星系大多是在暗物質(zhì)“暈”里長(zhǎng)出來(lái)的。暗物質(zhì)先聚集成看不見(jiàn)的引力井，普通氣體落進(jìn)去，冷卻、凝結(jié)、點(diǎn)燃恒星，最后形成我們能看到的星系。
但最近，一個(gè)名為NGC 1052-DF9的矮星系，讓這個(gè)常識(shí)再次變得有些動(dòng)搖了。
它距離地球大約4500萬(wàn)光年，看起來(lái)很暗、很彌散，像一團(tuán)快要融進(jìn)背景里的淡淡星光。真正特別的是，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，它似乎幾乎沒(méi)有暗物質(zhì)。
這已經(jīng)不是第一次了。
在同一片天區(qū)里，天文學(xué)家此前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)缺失暗物質(zhì)的星系——DF2和DF4。它們一度引發(fā)爭(zhēng)議，因?yàn)榘凑粘Ｒ?guī)理解，一個(gè)星系少了暗物質(zhì)，就像一座大樓少了鋼筋骨架，聽起來(lái)不太可能。如今，DF9加入進(jìn)來(lái)，事情就變得更微妙了。
因?yàn)檫@三個(gè)星系不是孤零零地散落在宇宙里，它們和其他幾個(gè)暗淡星系一起，排成了一條狹長(zhǎng)的“星系鏈”。
研究人員認(rèn)為，DF2、DF4和DF9可能誕生于同一次劇烈事件。兩個(gè)富含氣體的矮星系曾以很高速度相撞，碰撞發(fā)生時(shí)，普通氣體因?yàn)闀?huì)相互作用，可能被擠壓、剝離，沿著碰撞方向留下痕跡。暗物質(zhì)卻幾乎不與普通物質(zhì)發(fā)生電磁相互作用，因此可能沒(méi)有跟著氣體一起停下來(lái)。
結(jié)果就是，一部分氣體被甩成一條細(xì)長(zhǎng)軌跡，并在后來(lái)的歲月里形成新的恒星和星系，而暗物質(zhì)則被留在了別處，DF9可能正是這條宇宙尾跡里形成的新成員。
在這項(xiàng)研究中，天文學(xué)家使用了位于夏威夷的凱克天文臺(tái)，測(cè)量DF9內(nèi)部恒星的運(yùn)動(dòng)速度。原理并不復(fù)雜，星系質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)，內(nèi)部恒星的運(yùn)動(dòng)通常越“躁動(dòng)”，反過(guò)來(lái)，通過(guò)恒星速度分布，可以估算星系總質(zhì)量。
結(jié)果顯示，DF9的質(zhì)量大約可以由它已有的可見(jiàn)恒星解釋。如果它像普通矮星系那樣擁有大量暗物質(zhì)，恒星運(yùn)動(dòng)應(yīng)該明顯更快，總質(zhì)量也會(huì)大得多，但觀測(cè)沒(méi)有顯示出這一點(diǎn)。
這也是暗物質(zhì)研究中很有意思的一點(diǎn)，我們看不見(jiàn)它，卻能通過(guò)應(yīng)該發(fā)生但沒(méi)有發(fā)生的運(yùn)動(dòng)痕跡來(lái)判斷它是否存在。
接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃使用更多望遠(yuǎn)鏡繼續(xù)追蹤這條結(jié)構(gòu)，尋找當(dāng)年碰撞后殘留的氣體。如果能找到氣體痕跡，或者確認(rèn)更多鏈上星系也缺少暗物質(zhì)，那么這個(gè)故事會(huì)更加完整。
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