巨型之謎：這個(gè)巨大的星系似乎沒(méi)有暗物質(zhì)

根據(jù)我們主要的宇宙學(xué)模型，暗物質(zhì)約占宇宙質(zhì)量的85%。

雖然正在進(jìn)行的研究這種神秘的、看不見(jiàn)的質(zhì)量的努力沒(méi)有產(chǎn)生直接的證據(jù)，但天體物理學(xué)家已經(jīng)能夠通過(guò)觀察來(lái)衡量它的影響。暗物質(zhì)暈,引力透鏡，以及廣義相對(duì)論在大規(guī)模宇宙結(jié)構(gòu)上。

在歐空局的歐幾里得和美國(guó)宇航局的南?！じ窭姿埂ち_馬太空望遠(yuǎn)鏡等下一代任務(wù)的幫助下，暗物質(zhì)可能不再是一個(gè)謎！

然后出現(xiàn)了這樣的事情：一個(gè)巨大的星系，似乎很少或沒(méi)有暗物質(zhì)！這正是由加那利群島天文研究所（IAC）成員領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在觀測(cè)NGC 1277時(shí)注意到的。

這個(gè)透鏡星系位于英仙座，距離地球2.4億光年，質(zhì)量是銀河系的幾倍。

這是第一次發(fā)現(xiàn)一個(gè)沒(méi)有暗物質(zhì)跡象的大質(zhì)量星系，這對(duì)我們目前的宇宙學(xué)模型是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

該研究由以下人員領(lǐng)導(dǎo)塞巴斯蒂安·科梅隆，拉古納大學(xué)（ULL）的河外天文學(xué)家，IAC，以及厚盤考古學(xué)（ArcThick）協(xié)作。

來(lái)自國(guó)家天文研究所、電學(xué)和電學(xué)研究所（INAOE）、國(guó)家科學(xué)與技術(shù)委員會(huì)、烏克蘭國(guó)家科學(xué)院、宇宙科學(xué)研究所（IPARCOS）、馬克斯普朗克天文學(xué)研究所（MPA）和多所大學(xué)的研究人員也加入了他的行列。描述他們發(fā)現(xiàn)的論文最近發(fā)表在雜志上天文學(xué)與天體物理學(xué).

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)宇宙學(xué) – 又名。這λ冷暗物質(zhì)（ΛCDM）模型 - 暗物質(zhì)在宇宙的形成和演化中發(fā)揮了內(nèi)在的作用（現(xiàn)在仍然如此）。

從理論上講，這種看不見(jiàn)的質(zhì)量在大爆炸并形成光暈，將中性氫氣吸引到旋渦盤中。這種氣體被拉入越來(lái)越密集的云中，觸發(fā)了第一批恒星和星系的形成。

今天，DM是所有大質(zhì)量星系的主要組成部分，并且通過(guò)它們的旋轉(zhuǎn)曲線，它們產(chǎn)生的透鏡以及它們與周圍恒星和星系際介質(zhì)（IGM）的相互作用來(lái)證明。

然而，當(dāng)研究小組測(cè)量NGC 1277的質(zhì)量分布時(shí)，他們只觀察到了恒星的分布。由此，他們推斷，在觀測(cè)半徑內(nèi)，DM不能占星系質(zhì)量的5%以上 - 盡管他們的觀察表明可能根本沒(méi)有DM。正如科梅隆在最近的一篇中解釋的那樣英華航空新聞稿:

“這一結(jié)果不符合目前公認(rèn)的宇宙學(xué)模型，其中包括暗物質(zhì)。遺物星系在幫助我們了解第一個(gè)星系如何形成方面的重要性是我們決定用積分場(chǎng)光譜儀觀察NGC 1277的原因。根據(jù)光譜，我們制作了運(yùn)動(dòng)學(xué)圖，使我們能夠計(jì)算出星系內(nèi)半徑約為20，000光年的物質(zhì)分布。

在他們的論文中，該團(tuán)隊(duì)將NGC 1277描述為原型“遺物星系”，這是一種非常罕見(jiàn)的不與鄰近星系相互作用的類別。這些星系被認(rèn)為是大爆炸后不久形成的巨型星系的殘余物。

然而，ΛCDM模型預(yù)測(cè)，DM應(yīng)該至少占NGC 1277質(zhì)量星系的10%，對(duì)于這種特殊類型，最多占70%。說(shuō)共同作者Anna Ferré-Mateu是IAC和ULL的研究員，對(duì)這種差異有兩種可能的解釋：

“一個(gè)是與星系團(tuán)內(nèi)周圍介質(zhì)的引力相互作用已經(jīng)剝離了暗物質(zhì)。另一種是，當(dāng)星系由原星系碎片合并形成時(shí)，暗物質(zhì)被趕出了系統(tǒng)，從而產(chǎn)生了遺物星系。

然而，就團(tuán)隊(duì)而言，這兩種解釋都不完全令人滿意。

在不久的將來(lái)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)與WHT 增強(qiáng)型區(qū)域速度瀏覽器（WEAVE）儀器上的威廉·赫歇爾望遠(yuǎn)鏡（WHT），位于拉帕爾馬島上的羅克德洛斯穆查喬斯天文臺(tái)。

如果WEAVE的速度測(cè)量應(yīng)該證實(shí)NGC 1277沒(méi)有DM，那么它可能會(huì)對(duì)其他理論產(chǎn)生嚴(yán)重懷疑 - 例如修正牛頓動(dòng)力學(xué)（MOND）。說(shuō)特魯希略：

“觀測(cè)結(jié)果和我們預(yù)期之間的差異是一個(gè)難題，甚至可能是標(biāo)準(zhǔn)模型的挑戰(zhàn)。雖然特定星系中的暗物質(zhì)可以丟失，但修改后的引力定律必須是普遍的，它不能有例外，所以一個(gè)沒(méi)有暗物質(zhì)的星系是對(duì)這種暗物質(zhì)替代品的反駁。

這些觀測(cè)結(jié)果也可以揭示銀河系特別巨大的。超大質(zhì)量黑洞（SMBH），大約是170億太陽(yáng)質(zhì)量，是人馬座A*（銀河系中心的SMBH）的4，250倍。

根據(jù)一些天文學(xué)家的說(shuō)法，黑洞可能是DM的來(lái)源，由早期宇宙中DM光環(huán)的崩潰.還有奧秘暗物質(zhì)星系，就像奇怪的案例快速 J0139+4328，幾乎完全由DM組成。

下一代任務(wù)，如歐幾里得和南希·格蕾絲·羅曼太空望遠(yuǎn)鏡還將通過(guò)檢查自大爆炸以來(lái)宇宙的膨脹來(lái)提供新的見(jiàn)解。這些觀測(cè)旨在測(cè)量暗物質(zhì)的影響（和暗能量）在最大的宇宙尺度上。

這些和其他研究的結(jié)果將通過(guò)揭示一個(gè)神秘的不可見(jiàn)質(zhì)量存在或我們對(duì)引力的理解（如廣義相對(duì)論所描述）需要修改來(lái)解決正在進(jìn)行的辯論。

本文最初發(fā)表于今日宇宙.閱讀原文.

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