暗星系是被稱為低表面亮度星系，正是由于它們，才獲得了關于宇宙中最大謎團之一暗物質的重要確認和新信息。國際高級研究學院（SISSA）天體物理學家Chiara di Paolo、Paolo Salucci和Erkurt Adnan一起在《皇家天文學會月刊》上發(fā)表了一項新研究：發(fā)現(xiàn)盤狀星系可以用宇宙關系來表示。

特別是在這項研究中，分析了所謂的暗星系，這是一種特殊類型的星系。研究人員分析了構成研究主題的恒星和氣體旋轉速度，指出低表面亮度星系的行為也非常均勻。

這一結果鞏固了關于暗物質存在和行為的幾條線索，為其與明亮物質的相互作用開辟了新場景。暗物質就在那里，但你就是看不見它，暗物質似乎約占宇宙質量的85%；暗物質的影響可以在宇宙中存在的其他物體上檢測到，但因為它不發(fā)光，所以不能直接觀察到它。研究方法之一是星系的旋轉曲線，這是一種基于恒星到星系中心的距離來描述恒星速度趨勢的系統(tǒng)。觀測到的變化與恒星存在和物質的暗成分引起引力相互作用有關。

因此，旋轉曲線是一種很好的方法，可以根據(jù)暗物質對可能觀測到物質的影響來獲得有關暗物質的信息。特別是，旋轉曲線的分析可以單獨進行，也可以根據(jù)宇宙旋轉曲線(URC)方法對具有相似特征的一組星系進行分析。這項研究的新穎性在于首次將已經(jīng)用于其他類型星系的宇宙旋轉曲線方法，應用于暗星系這樣的大樣本，獲得了類似的結果。比較了不同暗星系的旋轉曲線，發(fā)現(xiàn)它們沒有不連續(xù)，而是從小到大的漸變和有序變化。

螺旋星系也觀察到了類似的變化。到目前為止，它已經(jīng)表明，所有盤星系、螺旋星系、矮星系以及現(xiàn)在的暗星系都可以用宇宙關系來表示。這意味著能夠通過一個公式來表達一種有序的趨勢，這種方法在1996年首次應用。就像在科學研究中經(jīng)常發(fā)生的那樣，這項研究揭示了進一步令人驚訝和意想不到的結果。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)星盤和暗物質暈屬性之間的尺度關系，例如星盤大小和暗物質暈密度恒定內部區(qū)域大小之間的關系。

此外，通過比較在暗星系中發(fā)現(xiàn)的關系和在不同類型星系中獲得的關系，發(fā)現(xiàn)它們幾乎都是重合的。而且，驗證具有非常不同的形態(tài)和歷史的星系顯示出暗物質和發(fā)光物質屬性之間的相同關系，這是一個非常令人驚訝的發(fā)現(xiàn)。這一結果，加上暗星系的一些特殊特征，開辟了一系列新情景，包括在形成星系的兩種物質之間，除了引力相互作用之外，還存在另一種類型的直接相互作用，一個引人入勝的想法將被新觀察所證實。

博科園｜研究/來自：國際高級研究學院

參考期刊《皇家天文學會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz2700

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