透過測量附近一個名為 Triangulum II 的矮星系的質量,美國的一位天文學家發現了可能的最高濃度在任何已知的星系中。由於恆星數量相對較少,這個小而微弱的星系並不是最容易研究的,但毫無疑問它的明暗比是多麼不尋常。
“我測得的總質量遠大於恆星總數的質量——這意味著有大量密集的暗物質構成了總質量。”加州理工學院的埃文柯比 (Evan Kirby) 說道。 “暗物質與發光物質的比例是我們所知道的所有星系中最高的。在我進行測量後,我只是在想——哇。”
今年稍早在銀河系邊緣發現的三角座 II 星系的亮度與已知宇宙中最微弱的星系 Segue 1 的亮度大致相同,並且僅包含 1,000 顆恆星。從長遠來看,銀河系周圍有1000 億顆星星。
恆星數量如此少的問題在於,它使得尋找大而明亮的恆星變得困難,而這些是我們能夠用地球望遠鏡可靠地探測到的唯一恆星。幸運的是,你只需要幾顆恆星就可以測量施加在它們身上的引力——你只需要足夠清晰地看到它們就可以測量它們的速度。一旦你利用恆星的速度來計算它們所承受的引力,你就可以確定星系的質量。
卡比發現了六顆恆星圍繞著三角座二號的中心快速移動,這成功了。 “銀河系看起來很具有挑戰性,”他說。 “其中只有六顆恆星的亮度足以用凱克望遠鏡看到。”
對我們來說,已知的宇宙似乎由行星、恆星、星系和各種塵埃、岩石和氣體組成,但實際上,所有可見的或「正常」的物質僅佔4.9%。暗物質的數量是普通物質粒子的 10 倍多,佔宇宙的 26.8%,而照顧剩下的 68.3%。
但僅僅因為暗物質和暗能量構成了我們宇宙的大部分並不意味著我們可以看到它們——這就是它們被稱為「暗」的原因。我們知道如何探測暗物質和暗能量的唯一方法是透過它們對星系各個組成部分的引力影響來間接測量它們的存在。
到目前為止,還沒有人能夠直接測量或檢測暗物質訊號,但三角座二號的發現是已知星系中暗物質濃度最高的,這可能是弄清楚如何做到這一點的關鍵。
眾所周知,特殊類型的暗物質粒子(WIMP)在碰撞時會相互湮滅,這種相互作用會產生伽馬射線,可以使用地球設備檢測到。這些伽馬射線是我們能夠直接探測暗物質的最接近的射線,但儘管人們認為它們幾乎在宇宙的任何地方產生,但它們不斷被其他類型的伽馬射線淹沒,例如那些由- 大質量恆星的死亡遺跡。
這就是為什麼三角座二號是一個如此驚人的發現:它不僅似乎擁有已知最高濃度的暗物質,而且它如此之小且恆星如此之少,這一事實意味著競爭信號似乎不成問題。它是如此安靜,天文學家稱之為“死亡”,這意味著它應該相對容易檢測到暗物質產生的伽馬射線。祈禱我們在黑暗中找到一些偉大的東西。
柯比的研究結果發表在天體物理學期刊快報。