國際天文學家小組推翻了恆星和暗物質在星系中莫名其妙地相互補償的理論，揭示了這種被認為的一致性是由於過於簡化的天文模型造成的。透過採用更詳細的模型和來自甚大望遠鏡的大量數據，研究小組展示了星系結構的真正複雜性，挑戰了人們對星系形成和演化的既有認識。

一個國際天文學家小組在8 月10 日發表在《英國皇家天文學會月刊》（MNRAS）上的一篇論文中推翻了天文學中一個長期存在的”陰謀”–恆星和暗物質以難以解釋的方式相互作用。

作者分別來自澳洲、英國、奧地利和德國，研究過程中使用了智利的甚大望遠鏡。

這個陰謀的出現是為了解釋一個困惑了天文學家四分之一世紀的現象。不同星系中的物質密度似乎以相同的速度從中心向外緣遞減。這令人費解，因為星系多種多樣，有許多不同的年齡、形狀、大小和恆星數量。那麼，為什麼它們會有相同的密度結構呢？

研究團隊拍攝的甚大望遠鏡影像之一，顯示了一個星系群中的大質量星系。位於中心的星系的質量約為太陽質量的1250億倍（包括暗物質）。資料來源：特雷弗-門德爾，澳洲國立大學

論文第一作者、麥考瑞大學ASTRO 3D 研究員Caro Derkenne 博士說：”這種同質性表明，暗物質和恆星必須以某種方式相互補償，才能產生如此規則的質量結構。”

就像許多陰謀一樣，沒有研究人員能夠提出一個機制。如果暗物質和恆星能以這種方式相互作用，那麼我們就需要改變我們對星系如何形成和演化的理解。但他們也找不到其他原因來解釋他們所看到的一切，直到現在。

主要作者Caro Derkenne 博士

Derkenne和她的同事發現，密度的相似性可能不是星系本身造成的，而是天文學家測量和模擬星系的方式造成的。

研究團隊利用歐洲南方天文台位於智利的甚大望遠鏡，對22 個中年星系（由於距離遙遠，可追溯到約40 億年前）進行了非常詳細的觀測。這使他們能夠創建更複雜的模型，更好地捕捉宇宙中星系的多樣性。

Derkenne 說：”過去，人們建立的簡單模型有太多的簡化和假設。星係是複雜的，我們必須自由地為它們建模，否則就會測量出錯誤的東西。我們的模型在斯威本大學的OzStar 超級電腦上運行，耗費了相當於約8000 小時的桌面計算時間”。

Derkenne正在運用她的天文專業知識，為澳洲公共服務部門處理複雜的數據。

“天文學為你理解大數據提供了非常好的條件，”她說。 「現實世界是混亂的，我們並不總是擁有所有的數據。沒有人會告訴你答案，也沒有人會告訴你是錯還是對。需要累積數據並進行分析，直到找到行之有效的方法。 “

本計畫利用VLT 上的MUSE（多單元光譜探測器）來分析來自MAGPI 調查（中世紀星系屬性與積分場光譜）的星系。 MUSE收集的光譜資料立方體中的每個像素實際上都是一個光譜。

ASTRO 3D 主任Emma Ryan-Weber 教授表示：「MAGPI 計畫是ASTRO 3D 培訓工作坊和合作空間如何利用澳洲與歐洲南方天文台戰略夥伴關係的一個很好的例子。來自歐洲南方天文台甚大望遠鏡的複雜數據不僅解決了天文學中一個長期存在的問題，而且還Derkenne博士等年輕科學家提供了一個平台，使他們能夠在這個平台上開啟自己的職業生涯，解決現實世界中的問題。

編譯自/ ScitechDaily