天文學家發現附近有一個星系,其質量與銀河系大致相同,但不知怎的,其恆星數量卻不足 1%。
這個星係是如此暗淡,幾十年來它一直沒有被拘留,現在發現它的團隊已經弄清楚為什麼它缺乏恆星並沒有將它撕裂——它是由 99.99% 的恆星組成的。
估計是暗物質補的約27%可觀測宇宙中所有質量和能量的總和,雖然我們可以偵測到它的引力,但它似乎並沒有發出我們可以觀察到的任何形式的光或輻射。
儘管經過多年的探索,我們仍然不知道暗物質到底是什麼,但這種看不見的物質對宇宙的穩定性至關重要。
星係以這樣的速度旋轉,他們會把自己撕成碎片如果唯一能將它們結合在一起的就是它們自身的引力。 一定有其他東西將它們和宇宙的其他部分結合在一起,物理學家認為答案是大量的暗物質。
事實上,宇宙學標準模型顯示宇宙中存在如此多的暗物質,每存在 1 克原子,就有至少五次更多暗物質。
現在科學家發現了一個幾乎完全由這些物質組成的星系。
命名為「蜻蜓 44」的星系早在2014年就被發現了,當時一個團隊使用夏威夷馬努凱亞的 WM 凱克天文台和雙子座北望遠鏡,在一個名為“後發星團,距離約3.2億光年。
研究人員之一、耶魯大學的 Pieter van Dokkum 表示:“如果銀河係是一片星海,那麼這些新發現的星係就像一縷縷雲彩。”當時說。
“我們開始對它們的誕生形成一些想法,它們能夠倖存下來真是太了不起了,”他加了。
「它們被發現在一個密集、暴力的太空區域,充滿了暗物質和周圍呼嘯的星系,所以我們認為它們一定隱藏在自己看不見的暗物質‘盾牌’中,保護它們免受星系間的攻擊。”
現在,van Dokkum 和他的團隊有機會檢驗他們的假設,透過計算出 Dragonfly 44 的質量,他們表示他們有足夠的證據表明暗物質確實是將整個物體黏合在一起的黏合劑。
研究人員在六個晚上的時間裡測量了蜻蜓 44 中恆星的速度 33.5 小時,並利用這些資訊來計算整個星系的質量。
物體速度的增加會增加其動能,從而增加其質量,這意味著這些星星運行得越快將要相當於一個更大的星系。
在測量蜻蜓 44 的恆星速度約為每秒 47 公里後,研究團隊計算出它的速度約為每秒 47 公里。質量大1兆倍比我們的太陽還要重——僅靠它的恆星就無法將其結合在一起。
「恆星的運動告訴你有多少物質,」範多庫姆 (van Dokkum) 告訴艾佛瑞湯普森 (Avery Thompson)福斯力學。 “他們並不關心物質是什麼形式,他們只是告訴你它就在那裡。利用凱克天文台,我們發現恆星運動所表明的質量比恆星本身的質量大很多倍。”
估計該星系需要由 99.99% 的暗物質組成才能保持完整,該團隊正式發現了宇宙中已知最暗的星系。
室女座星團中有一個類似的黑暗星系今年早些時候被確定,但其 99.96% 的暗物質剛剛被擊敗。
儘管這個發現很酷,但它提出的問題遠多於答案。 現在,每一個潛在的候選人因為暗物質未能提供足夠的證據來解釋它是由什麼構成的,而且直到最近,我們所知的唯一暗物質星系一直很小。
蜻蜓 44 非常巨大,沒有人能弄清楚它是如何變得如此之大,並保持如此之大,而可見物質卻如此之少。 但至少現在我們現在有一個充滿暗物質的整個星系需要研究,對嗎?
「很難與觀察結果反駁,但這篇論文的結論與我對星系形成方式的理解背道而馳,」該團隊的成員之一、耶魯大學的天文學家瑪拉·格哈(Marla Geha)沒有參與這項研究,告訴新科學家。
“我希望這些物體相當罕見和/或僅在特殊環境中形成,例如密集的星系團。否則我們可能需要重寫星系的形成。”
該研究發表於天體物理學期刊快報。