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        這個星系不尋常:恒星疏,亮度怪,移動快

        2022-05-09 13:22:32呂之品
        科學(xué)之謎 2022年2期
        關(guān)鍵詞:星團(tuán)球狀暗物質(zhì)

        呂之品

        從哈勃太空望遠(yuǎn)鏡獲得的數(shù)據(jù)中描繪出的NGC 1052-DF2全景視圖

        2018年,美國耶魯大學(xué)的一個小組發(fā)現(xiàn)了一個怪異的星系,它與我們迄今發(fā)現(xiàn)的星系太不一樣了,其中最主要的是,它里面可能沒有暗物質(zhì)。這個星系被稱為DF2。

        我們知道,宇宙中85%以上的物質(zhì)是不可見的,被稱為暗物質(zhì)。暗物質(zhì)是星系形成的“腳手架”——它們把眾多的恒星吸聚在一起,形成星系;與真正的腳手架不同的是,星系形成之后,它們也一直留在里面。所以,每個星系中都有暗物質(zhì),甚至在組成上還占大頭??墒乾F(xiàn)在,這個星系中竟然可能不含暗物質(zhì)。

        不過,其怪異之處還不止這一點(diǎn)。

        這兩個星系中,恒星分布都非常稀疏,這使得天文學(xué)家很難判斷它們離地球有多遠(yuǎn)。而無法判斷距離,我們就無法根據(jù)它的亮度算出這個星系的組成,比如有多少暗物質(zhì)和多少恒星。

        既然無法測量距離,天文學(xué)家就另辟蹊徑,通過電腦模擬達(dá)到目的。德國波恩大學(xué)的一個小組利用宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行了模擬。在星系演化的模擬中,類似DF2的星系出現(xiàn)的位置,換算成真實(shí)尺度,距離地球大約3700萬光年。

        可是,問題來了。

        如果DF2星系真的處于這個距離,根據(jù)觀測數(shù)據(jù),它的移動速度好像非???。雖然這并沒有違反任何物理規(guī)律(比如超光速),但以這樣快的速度移動的星系畢竟非常罕見。這有些不正常。要想讓它的移動速度變小,那只有一個可能——它離我們更遠(yuǎn)。

        但假如它離我們比3700萬光年還遠(yuǎn)呢,它的亮度又太不尋常了:它的球狀星團(tuán)亮度如果在比3700萬光年還遠(yuǎn)的地方的話,將比之前看到的任何球狀星團(tuán)都要大得多,也亮得多。

        這個意味著DF2星系與宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型不一致。

        人們寄希望于哈勃太空望遠(yuǎn)鏡通過另一些辦法測出這個稀疏星系與地球的距離。測出距離后,就能知道它們到底在哪方面怪異了:是移動速度方面呢,還是亮度方面。此外,還可以告訴我們星系中暗物質(zhì)的含量。

        但不管怪異出在哪方面,都需要我們做出合理的解釋。

        球狀星團(tuán)

        由成千上萬甚至數(shù)十萬顆恒星組成,外貌呈球形,越往中心恒星越密集。同一個球狀星團(tuán)內(nèi)的恒星具有相同的演化歷程,運(yùn)動方向和速度都大致相同,它們很可能是在同一時期形成的。

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