通过测量附近一个名为 Triangulum II 的矮星系的质量,美国的一位天文学家发现了可能的最高浓度在任何已知的星系中。 由于恒星数量相对较少,这个小而微弱的星系并不是最容易研究的,但毫无疑问它的明暗比是多么不寻常。
“我测得的总质量远远大于恒星总数的质量——这意味着有大量密集的暗物质构成了总质量。”加州理工学院的埃文·柯比 (Evan Kirby) 说道。 “暗物质与发光物质的比例是我们所知道的所有星系中最高的。在我进行测量后,我只是在想——哇。”
今年早些时候在银河系边缘发现的三角座 II 星系的亮度与已知宇宙中最微弱的星系 Segue 1 的亮度大致相同,并且仅包含 1,000 颗恒星。 从长远来看,银河系周围有1000 亿颗星星。
恒星数量如此之少的问题在于,它使得寻找大而明亮的恒星变得困难,而这些是我们能够用地球望远镜可靠地探测到的唯一恒星。 幸运的是,你只需要几颗恒星就可以测量施加在它们身上的引力——你只需要足够清晰地看到它们就可以测量它们的速度。 一旦你利用恒星的速度计算出它们所承受的引力,你就可以确定星系的质量。
卡比发现了六颗恒星围绕着三角座二号的中心快速移动,这成功了。 “银河系看起来很具有挑战性,”他说。 “其中只有六颗恒星的亮度足以用凯克望远镜看到。”
对我们来说,已知的宇宙似乎由行星、恒星、星系和各种尘埃、岩石和气体组成,但实际上,所有可见的或“正常”的物质仅占4.9%。 暗物质的数量是普通物质粒子的 10 倍多,占宇宙的 26.8%,而照顾剩下的 68.3%。
但仅仅因为暗物质和暗能量构成了我们宇宙的大部分并不意味着我们可以看到它们——这就是它们被称为“暗”的原因。 我们知道如何探测暗物质和暗能量的唯一方法是通过它们对星系各个组成部分的引力影响来间接测量它们的存在。
到目前为止,还没有人能够直接测量或检测暗物质信号,但三角座二号的发现是已知星系中暗物质浓度最高的,这可能是弄清楚如何做到这一点的关键。
众所周知,特殊类型的暗物质粒子(WIMP)在碰撞时会相互湮灭,这种相互作用会产生伽马射线,可以使用地球设备检测到。 这些伽马射线是我们能够直接探测暗物质的最接近的射线,但尽管人们认为它们几乎在宇宙的任何地方产生,但它们不断被其他类型的伽马射线淹没,例如那些由- 大质量恒星的死亡遗迹。
这就是为什么三角座二号是一个如此惊人的发现:它不仅似乎拥有已知最高浓度的暗物质,而且它如此之小且恒星如此之少,这一事实意味着竞争信号似乎不成问题。 它是如此安静,天文学家将其称为“死亡”,这意味着它应该相对容易检测到暗物质产生的伽马射线。 祈祷我们在黑暗中找到一些伟大的东西。
柯比的研究结果发表在天体物理学期刊快报。