得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(University of Texas at Austin)的天文學(xué)家們在2018年12月12日出版的《天體物理學(xué)》(Astrophysical Journal)上報告稱：他們無意中發(fā)現(xiàn)了一個不同尋常的星系，該星系可能證實了最近備受爭議的暗物質(zhì)理論。

暗物質(zhì)是一種不發(fā)光的物質(zhì)，但可以通過它對其他物質(zhì)的引力而被探測到。它是在20世紀(jì)70年代對螺旋星系的研究中首次被發(fā)的，螺旋星系的外部區(qū)域旋轉(zhuǎn)太快，只能被這些區(qū)域的可見恒星和氣體驅(qū)動。天文學(xué)家推論，一定有更多的質(zhì)量是看不見的。幾十年的星系觀測表明，幾乎所有星系都含有大量的這種“暗物質(zhì)”，而事實上，暗物質(zhì)的數(shù)量是宇宙中正?？梢娢镔|(zhì)的5倍。

博科園-科學(xué)科普：然而最近的一些研究表明，一些星系并不遵循自20世紀(jì)70年代以來發(fā)現(xiàn)的“暗物質(zhì)豐富”星系的相同模式。這些研究表明，在大約100億年前看到的少數(shù)星系并不包含預(yù)期數(shù)量的暗物質(zhì)。這可能意味著當(dāng)時的星系并沒有太多的暗物質(zhì)，但在過去100億年的某個時候，它們獲得了暗物質(zhì)。如果是這樣的話，它將挑戰(zhàn)我們對星系形成的基本理解?，F(xiàn)在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究生帕特里克·德魯和他的導(dǎo)師凱特琳·凱西教授發(fā)現(xiàn)了一個非常遙遠(yuǎn)的星系，該星系似乎富含暗物質(zhì)，這與長期以來的理論完全一致。因為這個星系距離我們90億光年，它告訴我們一些星系在遙遠(yuǎn)的過去已經(jīng)包含了相當(dāng)多的暗物質(zhì)。

這一偶然的發(fā)現(xiàn)似乎與暗物質(zhì)含量很少的星系的其他有爭議的發(fā)現(xiàn)相矛盾。德魯?shù)膱F隊在夏威夷用凱克望遠(yuǎn)鏡觀測宇宙中最極端的恒星形成星系時研究了這個星系，這些星系被稱為“塵埃形成的星系”。他們根本不打算研究暗物質(zhì)，而是試圖理解為什么這些星系能如此迅速地產(chǎn)生如此多的恒星。但是他們的一個星系讓他們大吃一驚，并把他們的工作帶到了一個新的方向。由于使用望遠(yuǎn)鏡研究DSFG850.95星系的角度是隨機的，所以這些數(shù)據(jù)提供了一個極為詳細(xì)的記錄，記錄了該星系從星系中心一直旋轉(zhuǎn)到遙遠(yuǎn)星系的速度。這種測量被稱為“旋轉(zhuǎn)曲線”，正是天文學(xué)家用來確定星系中暗物質(zhì)數(shù)量的方法，他們向太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的同事Susan Kassin展示了這些數(shù)據(jù)。

Kassin是研究旋轉(zhuǎn)曲線測量的專家，他立即意識到他們發(fā)現(xiàn)了一些不尋常的東西：這個90億年前觀測到的星系包含了理論預(yù)測的所有暗物質(zhì)。這與2017年發(fā)表在《自然》(Nature)上的一項研究形成鮮明對比。該研究稱，100億年前的這個宇宙時代的星系“可能沒有那么多暗物質(zhì)，它們與當(dāng)今宇宙中的星系根本不同，發(fā)現(xiàn)的星系是一個明顯的反例，它似乎有暗物質(zhì)以正常的方式運行，就像它在當(dāng)今宇宙中所做的那樣。最重要的是這個星系對星系的期望是這樣的，這是第一個確鑿的證實，在當(dāng)今宇宙中這些星系發(fā)生的一切和早期宇宙中發(fā)生的事情是一樣的，德魯計劃在他與阿爾瑪正在進行的項目中，對銀河系進行進一步的研究。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校

參考期刊文獻:《Astrophysical Journal》,《Nature》

DOI：10.3847/1538-4357/aaedbf

Cite：arxiv.org/abs/1811.01958?

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