向天文学家询问他们谈论的一件事是这种看不见的、神秘的“东西”弥漫在宇宙中。 特别是,它存在于大多数星系周围的光晕中。
光晕的质量对星系本身以及邻近的其他星系产生强大的引力影响。 这几乎是暗物质及其对星系影响的标准观点。
然而,这些光环的想法存在问题。 显然,存在一些形状奇怪的矮星系,它们看起来好像没有光环。 怎么会这样? 它们是否代表了对暗物质晕流行观点的观测引发的挑战?
寻找扰动的矮星系
在所谓的“根据宇宙学的观点,暗物质的壳或光环可以保护星系免受附近星系邻居的引力影响。
然而,当苏格兰波恩大学和圣安德鲁斯大学的天文学家观察附近距离我们约 6200 万光年的天炉座星团时,他们看到了一些奇怪的东西。
它包含许多形状扭曲、扰动的矮星系。 这很奇怪,特别是如果它们被暗物质晕包围的话。
熔炉星系团。 (欧洲南方天文台/J.艾默生/VISTA)
让我们快速浏览一下矮星系。 它们又小又微弱,通常被发现在星系团中或在更大的伴星附近。 银河系周围有一群矮星系。
事实上,它正在蚕食人马座矮球体等星系。 有趣的是,最近的研究表明,至少有一个我们附近的矮星系,一个叫做图卡纳二号的古老星系,具有惊人的巨大暗物质晕。
那么,Fornax 发生了什么不同的事情呢?
在那里,矮星系可能会受到星团中附近较大星系的引力潮汐的“干扰”。 当一个物体的重力对另一个物体的不同部分产生不同的拉力时,就会发生潮汐。 这些类似于地球上的潮汐,当对面向它的地球一侧的拉力更强。
研究小组看到的矮星系扭曲的形状表明我们对暗物质的理解存在问题。
波恩大学和布拉格查尔斯大学教授帕维尔·克鲁帕说:“根据标准模型,天炉座矮星不会出现这种扰动。”
“这是因为,根据该模型,这些矮星的暗物质晕应该部分保护它们免受星团引发的潮汐的影响。”
解释扭曲的矮星系
克鲁帕和博士。 学生埃琳娜·阿森西奥(Elena Ascencio)分析了对福纳克斯受扰动矮星的观察结果。 他们想了解这些星系所表现出的引力扭曲的程度以及造成它们的原因。
预期的失真程度取决于几个因素。 一是矮星系的内部特征。 此外,它们到星团中心的距离也很重要。 这就是引力影响更强的地方。
一般来说,尺寸较大但恒星数量不多的星系很容易受到强引力潮汐的干扰。 对于靠近星团核心的星系也是如此。
团队成员将他们在星团中看到的情况与欧洲南方天文台 VLT 巡天望远镜的观测结果进行了比较。 阿森西奥指出,他们的发现似乎指出了标准模型的问题。
“比较表明,如果想解释标准模型中的观测结果,”她说,“天炉座矮星应该已经被星团中心的引力摧毁了,即使它在矮星上引发的潮汐是矮星的六十四倍。”比矮人自身的重力还要弱。”
她说,这不仅违反直觉,而且也与之前的研究相矛盾。 研究小组还发现扰乱矮星系所需的力与其自引力大致相同。
这对于标准模型意味着什么?
研究小组指出,如果天炉座矮星系被暗物质包围,就很难解释它们的这些扰动、紊乱的形状。 换句话说,即使它们确实有光环,也不应该变形。
然而,它们的形状看起来很混乱。 这意味着这些星系周围没有暗物质晕。
显然,如果天文学家的发现得到证实,那么标准模型就需要进行一些调整。 而且,对于奇怪的星系形状至少还有一种替代解释。 它称为 MOND 模型(修正牛顿动力学的缩写)。
它表明应该修改牛顿万有引力定律以解释观测到的星系特性。 它可以用来解释为什么畸形星系看起来是这样的。
圣安德鲁斯大学研究团队成员赵宏生表示,寻找没有暗物质晕的受扰动矮星是对当前观点的重大挑战。
它指出星系有光晕。 他指出,似乎并非所有人都这样做。
“我们的结果对基础物理学具有重大影响,”他说。 “我们预计会在其他星团中发现更多受到干扰的矮星,其他团队应该验证这一预测”。