天文学家发现附近有一个星系,其质量与银河系大致相同,但不知怎的,其恒星数量却不足 1%。
这个星系是如此暗淡,几十年来它一直没有被拘留,现在发现它的团队已经弄清楚为什么它缺乏恒星并没有将它撕裂——它是由 99.99% 的恒星组成的。
估计是暗物质补的约27%可观测宇宙中所有质量和能量的总和,虽然我们可以检测到它的引力,但它似乎并没有发出我们可以观察到的任何形式的光或辐射。
尽管经过多年的探索,我们仍然不知道暗物质到底是什么,但这种看不见的物质对于宇宙的稳定性至关重要。
星系以这样的速度旋转,他们会把自己撕成碎片如果唯一能将它们结合在一起的就是它们自身的引力。 必须有其他东西将它们和宇宙的其他部分结合在一起,物理学家认为答案是大量的暗物质。
事实上,宇宙学标准模型表明宇宙中存在如此多的暗物质,每存在 1 克原子,就有至少五次更多暗物质。
现在科学家们发现了一个几乎完全由这些物质组成的星系。
命名为“蜻蜓 44”的星系早在2014年就被发现了,当时一个团队使用夏威夷马努凯亚的 WM 凯克天文台和双子座北望远镜,在一个名为“后发星团,距离约3.2亿光年。
研究人员之一、耶鲁大学的 Pieter van Dokkum 表示:“如果银河系是一片星海,那么这些新发现的星系就像一缕缕云彩。”当时说道。
“我们开始对它们的诞生形成一些想法,它们能够幸存下来真是太了不起了,”他加了。
“它们被发现在一个密集、暴力的太空区域,充满了暗物质和周围呼啸的星系,所以我们认为它们一定隐藏在自己看不见的暗物质‘盾牌’中,保护它们免受星系间的攻击。”
现在,van Dokkum 和他的团队有机会检验他们的假设,通过计算出 Dragonfly 44 的质量,他们表示他们有足够的证据表明暗物质确实是将整个物体粘合在一起的粘合剂。
研究人员在六个晚上的时间里测量了蜻蜓 44 中恒星的速度 33.5 小时,并利用这些信息来计算整个星系的质量。
物体速度的增加会增加其动能,从而增加其质量,这意味着这些星星运行得越快将要相当于一个更大的星系。
在测量蜻蜓 44 的恒星速度约为每秒 47 公里后,研究小组计算出它的速度约为每秒 47 公里。质量大1万亿倍比我们的太阳还要重——仅靠它的恒星就无法将其结合在一起。
“恒星的运动告诉你有多少物质,”范·多库姆 (van Dokkum) 告诉艾弗里·汤普森 (Avery Thompson)大众力学。 “他们并不关心物质是什么形式,他们只是告诉你它就在那里。利用凯克天文台,我们发现恒星运动所表明的质量比恒星本身的质量大很多倍。”
估计该星系需要由 99.99% 的暗物质组成才能保持完整,该团队正式发现了宇宙中已知最暗的星系。
室女座星团中有一个类似的黑暗星系今年早些时候被确定,但其 99.96% 的暗物质刚刚被击败。
尽管这个发现很酷,但它提出的问题远多于答案。 现在,每一个潜在的候选人因为暗物质未能提供足够的证据来解释它是由什么构成的,而且直到最近,我们所知道的唯一暗物质星系一直很小。
蜻蜓 44 非常巨大,没有人能弄清楚它是如何变得如此之大,并保持如此之大,而可见物质却如此之少。 但至少现在我们现在有一个充满暗物质的整个星系需要研究,对吗?
“很难与观察结果反驳,但这篇论文的结论与我对星系形成方式的理解背道而驰,”该团队的成员之一、耶鲁大学的天文学家玛拉·格哈(Marla Geha)没有参与这项研究,告诉新科学家。
“我希望这些物体相当罕见和/或仅在特殊环境中形成,例如密集的星系团。否则我们可能需要重写星系的形成。”
该研究发表于天体物理学期刊快报。