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天文学家观测到100亿光年外暗物质星系(图) (zhuan)  

2013-02-04 03:30:06|  分类: 天文学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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这是一张由夏威夷凯克望远镜利用星系引力透镜效应获取的图像,科学家们认为这个遥远的星系主要由神秘的暗物质组成

 

 

  科学家们认为暗物质构成了我们宇宙组成中的很大一部分,但我们直到最近才开始尝试对这种神秘物质展开探测――利用引力透镜效应搜寻导致光线发生偏折的质量体从而推知暗物质天体的存在

 

 

  仙女座星系(M31)和它的两个伴星系:M110以及M32。科学家们认为像我们银河系这样的大型星系正是由这样的小规模伴星系在数十亿年的漫长时间内逐渐聚合而成的

 

  北京时间1月21日消息,据英国《每日邮报》报道,天文学家们近日探测到一个远在100亿光年之外的“伴星系”,它属于一个所谓的“暗矮星系”类别。这是迄今在这一距离上探测到的最小质量天体。

  顾名思义,科学家们认为这一星系中含有神秘的暗物质。这一发现将为天文学家们提供重要线索,帮助他们理解宇宙最初是如何逐渐构建起自身结构的。这是迄今在我们所观测宇宙范围内发现的第二例此类星系,也是目前为止距离我们最遥远的一例。

  天文学家们认为,我们银河系这类大型星系正是在数十亿年的漫长时间内逐渐由这些小型的星系聚合而成的。但是天文学家们此前却一直未能如预料的那样找到更多此类卫星星系或者遥远的此类星系。但即便现在找到了两个这样的星系,其数量还是明显的太过稀少。这种情况迫使天文学家们不得不开始设想这类星系中必定仅含有少量的恒星,而其大部分质量则由暗物质构成。这项由美国麻省理工学院的博士后研究员参与的研究工作似乎证实了这一点:此次发现的这一星系是一个伴星系,这就意味着它是一个更大规模星系的卫星星系。

  西莫那 维戈提(Simona Vegetti)是麻省理工学院物理学院帕帕拉多研究员(Pappalardo Fellow),也是《自然》杂志上介绍这一工作的相关论文的第一作者。他说:“出于某些原因,这些星系中未能形成很多恒星,甚至没有形成任何恒星,因此看起来一直是黑的。”

  科学家们确信宇宙中存在着看不见的暗物质,因为只有这样才能解释实际观测到的数据。计算显示,我们所观测到的宇宙物质实际仅占整个宇宙质量的很小一部分,另外一大部分物质我们看不到,即所谓的暗物质。

  科学家们计算后认为暗物质大约构成宇宙成分的25%,但是由于组成暗物质的神秘成分不吸收也不发射光线,因此我们一直到目前为止都无法探测到它或是确认其状态。

  计算机模拟显示我们的银河系应当至少拥有1万个伴星系,但是到目前为止我们只发现了其中的30个。维戈提说:“很有可能其中的很多伴星系是由暗物质构成的,这样我们就无法探测到它们的存在,如果不是这样,那么我们有关星系形成的理论或许就存在问题了。”

  于是研究小组转而向更深远的宇宙空间展开暗物质伴星系的搜寻工作,他们使用了一种名为“引力透镜”的方法。要想使用这种方法,研究人员首先需要找到两个位于同一视线方向上的星系。较为遥远的那个星系发出的光会被较近的那个星系的引力场扭曲,从而实际上起到一个凸透镜的效果。通过对这些受到前景星系偏折的星光的分析,研究人员们可以确定在其周围空间是否存在伴星系,以及该伴星系的质量大小。

  科学家们使用位于夏威夷的凯克望远镜进行观测,这一口径达10米的巨型望远镜使用先进的自适应光学系统,可以拍摄堪比空间望远镜的高清晰度图像。

  现在小组正打算采用同样的方法在空间中搜寻更多类似的伴星系,他们相信这一研究工作最终得到的结果将可以帮助他们去证实或者挑战现有的有关暗物质行为理论的观点。维戈提说:“现在我们已经找到了一个暗物质伴星系,那么设想一下,如果我们无法找出更多此类伴星系,那么很显然,我们可能将需要修改对于暗物质性质的理论了。”他说:“或者,我们或许将可以找到许多这类伴星系,正如我们在计算机模拟中看到的情形那样,如此一来就证明了我们目前有关暗物质性质的理论观点是正确的。”

  更多内容请点击:科学探索

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