無暗物質星系或顛覆傳統星系形成理論
據美國趣味科學網站8日報導,荷蘭科學家或許發現了一種沒有暗物質的星系。 而現有星系形成理論認為,暗物質是星系形成的關鍵。 最新研究如獲得證實,將顛覆目前有關星系形成的基本理論。 該星系名為AGC114905,是一個超漫射星系(UDG)——這些星系很暗,大小與銀河系差不多,但其恆星數量是銀河系的1000倍,距離地球約2.5億光年。
荷蘭格羅寧根大學卡普特恩天文研究所的帕維爾·曼塞拉·皮尼亞及其同事在2019年第一次觀察到AGC114905,懷疑它可能沒有暗物質,因為它旋轉得非常快。 星系旋轉的速度揭示了它包含多少物質——星系品質越大,引力越強,旋轉越快。 通過將星系的旋轉速度與可以看到的物質(恆星、氣體和塵埃的數量)進行比較,可以反向計算出必須存在多少額外的不可見物質(暗物質)才能解釋星系的速度。
但當時這個星系發出的光線異常微弱,他們沒有足夠的數據來完全瞭解其旋轉速度,以判斷它是否包含暗物質。 此次,他們藉助了超大陣列望遠鏡(VLA)收集的40個小時的觀測數據,繪製出該星系內氣體的圖譜,計算出了氣體運動的速度,並據此得出星系的旋轉速度,從而計算出星系中存在多少暗物質。 最終他們得出結論:在這個星系內,暗物質似乎沒有「立錐之地」。
此前,天文學家發現的的UDG中有些富含暗物質,有些缺乏暗物質,後者中的某些星系位於更大品質星系附近。 這表明,較大品質星系通過引力將較小星系的暗物質”搶走”,但AGC114905附近沒有任何大品質星系,這種解釋說不通。
皮尼亞表示:「從原則上來說,這樣的星系不應該存在,暗物質被認為是讓恆星、氣體和塵埃膠著在一起組成星系的『膠水』——其產生的引力有助於將正常物質聚集在一起。 如果存在沒有暗物質的星系,就意味著星系形成可能不需要暗物質,這將顛覆現有的星系形成理論。 ”
耶魯大學天文學家皮亞特·凡·多庫姆沒有參與這項新研究。 他說,新發現有重要意義,但天文學家需要開展更多研究,以證實這一星系確實沒有暗物質。