宇宙神秘深入:古怪的“透视”银河缺失的暗物质

NGC1052-DF2

这张哈勃太空望远镜的快照揭示了一个不寻常的“透明”星系。这个巨大的宇宙棉球是如此分散,其古老的恒星是如此分散,以至于透过它可以看到背景中的遥远星系。这个星系怪人被称为超扩散星系,它几乎和银河系一样宽,但它的恒星数量只有我们银河系的1/200。这个幽灵般的星系似乎没有明显的中心区域、旋臂或圆盘。研究人员通过使用Hubble观察大约5,400岁的红巨星的Galaxy,命名为NGC 1052-DF2或DF2的Galaxy更准确的距离。红巨星全部达到相同的亮度亮度,因此它们是可靠的尺寸测量到星系的距离。研究小组估计,DF2距离地球有7200万光年。他们说距离测量巩固了他们的声明,即DF2缺乏暗物质,这是构成宇宙大部分内容的无形胶水。星系最多含有1/400天文学家预期的暗物质的量。在2020年12月20日至3月2021年之间采用了观察,其中哈勃的调查先进的相机。 Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS) Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)

星系的精确距离支持了失踪暗物质的声明

如果海洋学家只发现了冰山的“一角”,除此之外什么也没有发现呢?神秘的是,冰山巨大的躯体消失了,它延伸到水下很远的地方。

天文学家把哈勃望远镜对准球状星系NGC 1052-DF2时,就遇到了这个难题。它看起来像是星系间空间的居民,是那里最接近虚无的东西,但仍然是的东西.它在物理上比我们的银河系还要大,但是它松散的蜂箱般的恒星群非常分散,以至于哈勃望远镜可以透过它,捕捉到无数的背景星系。

DF2的缺失的“冰山底部”是缺乏暗物质。星系部分由可见的物质 - 星和天然气组成。但是,银河系的大部分是暗物质,无形的胶水在星空上保持盖子,因此他们不会逃离银河系。

因为这个无害的星系挑战了传统的星系组成理论,所以当天文学家第一次宣布宇宙中存在这样一个规则破坏者时,他们自然持怀疑态度。毕竟,整个宇宙都是建立在暗物质这个无形的脚手架上的。

为了再次验证他们的结论,研究人员使用了更多的哈勃曝光来更好地确定到隐秘星系的距离。如果DF2比他们想象的更近,暗物质之谜就会消失。

他们实际上发现星系比首先测量的稍微远离。研究人员说,新的里程碑有助于他们确认在银河古怪的暗物质中真的缺失。他们说它现在已经取决于理论家弄清楚为什么。


当使用美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜的天文学家发现了一个看起来没有太多暗物质的奇怪的星系,有些人认为难以相信并寻找更简单的解释。暗物质,毕竟是弥补宇宙的大部分内容的看不见的胶水。所有星系都是由它的主导;事实上,星系被认为是在巨大的暗物质晕中形成的。因此,发现一个缺乏无形物质的星系是一个挑战传统智慧的非凡断言。它有可能颠覆星系形成和进化的理论。信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心

当天文学家利用美国宇航局的哈勃太空望远镜发现了一个看似没有多少暗物质的奇怪星系时,一些人认为这一发现难以置信,并试图寻找一个更简单的解释。

毕竟,暗物质是一种无形的粘合剂,构成了宇宙的大部分物质。所有的星系似乎都被它控制着;事实上,星系被认为是在巨大的暗物质晕中形成的。

因此,发现一个缺乏无形物质的星系是一个挑战传统智慧的非凡断言。它有可能颠覆星系形成和进化的理论。

为了支持他们在2018年首次报道的最初发现(暗物质在古怪的星系中失踪了)这是一支由康涅狄格州新避风港耶鲁大学的耶鲁大学的Pieter Van Dokkum的科学家团队随访,并以更强大的哈布尔看Galaxy,名为NGC 1052-DF2的初步研究。科学家简单地称为“DF2”。

“我们在2018年对这个星系的初始哈勃观察开始,我们出去了肢体,”Van Dokkum说。“我认为人们有权质疑它,因为这是一个不寻常的结果。如果有一个简单的解释,那将是很好的,就像错误的距离一样。但如果它实际上是一个奇怪的星系,我认为它更有趣,更有趣。“

确定星系暗物质的数量取决于它离地球有多远的精确测量。

如果DF2像van Dokkum团队断言的那样离地球那么远,那么该星系的暗物质含量可能只有几个百分点。该团队的结论是基于星系内恒星的运动;他们的速度受到地心引力的影响。研究人员发现,观测到的恒星数量占了星系的总质量,没有多少空间留给暗物质。

然而,如果DF2更接近地球,就像一些天文学家所说,它本质上呈微弱,巨大巨大。因此,银河系需要暗物质,以解释观察到的总质量的影响。

NGC1052-DF2红巨星拉扯

该哈勃太空望远镜图像提供了超漫射Galaxy NGC 1052-DF2或DF2中的老化的样品,红色恒星。银河系继续拼图天文学家,因为它缺乏暗物质,这是一种无形的物质形式,提供了引力胶水将星系持续在一起。精确建立银河系的距离形成地球是解决谜团的一步。右边的特写镜头揭示了在银河系的郊区上的许多老化的红巨星,这些恒星被用作间术中的内部内部水平标记。研究人员通过使用Hubble观察大约5,400个红色巨头的DF2更准确的距离。这些较旧的恒星都达到了相同的亮度亮度,因此它们是可靠的尺度,以测量到星系的距离。研究小组估计,DF2距离地球有7200万光年。他们说距离测量巩固了他们的声明,即DF2缺乏暗物质。银河系最多含有1/400,基于许多其他星系的理论和观察,天文学家预期的暗物质的数量。被称为超漫射的星系,银河古怪的是与银河系一样宽,但它仅包含1/200颗星作为我们的星系的恒星。 The ghostly galaxy doesn’t appear to have a noticeable central region, spiral arms, or a disk. The observations were taken between December 2020 and March 2021 with Hubble’s Advanced Camera for Surveys. Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS) Image Processing: Alyssa Pagan (STScI)

一个更好的标准

来自耶鲁大学的团队成员Zili Shen表示,新的哈勃观察结果帮助他们确认DF2不仅仅是一些天文学家的建议,而且比球队的原始估计稍微遥远。

新的距离估计是DF2是与其他独立团队报告的4200万光年的7200万光年。这将距离原始哈勃2018年估计远远超过65光年距离。

该研究小组基于长期暴露的新结果,随着Hubble的高级摄像机进行调查,这提供了一个深入的星系,用于找到可靠的尺寸来指定距离的可靠性尺寸。他们在星系的郊区上针对老化的红巨星,所有人都达到了他们的进化中的相同峰值亮度。天文学家可以使用恒星的内在亮度来计算巨大的间隔距离。“学习最聪明的红巨人是附近星系的既定距离指示灯,”沉说道。

团队成员说,哈勃的测量结果更加精确,这使得研究人员最初得出的星系缺乏暗物质的结论得到了巩固。所以DF2为什么缺少大部分暗物质的谜团仍然存在。

“对于我们看的几乎每个星系,我们都说我们看不到大部分群众,因为它是暗物质,”van dokkum解释说。“你所看到的只是冰山的尖端。但在这种情况下,你看到的是你得到的。哈勃真的展示了整个事情。就是这样。这不仅仅是冰山一角,这是整个冰山。“

团队的科学论文已发表于此天体学习期刊字母

NGC1052-DF2罗盘形象

这张哈勃太空望远镜的快照揭示了一个不寻常的“透明”星系。这个巨大的宇宙棉球是如此分散,其古老的恒星是如此分散,以至于透过它可以看到背景中的遥远星系。这个星系怪人被称为超扩散星系,它几乎和银河系一样宽,但它的恒星数量只有我们银河系的1/200。这个幽灵般的星系似乎没有明显的中心区域、旋臂或圆盘。信用:科学:美国宇航局,欧安全宇宇宙,斯科斯,Zili Shen(Yale),Pieter Van Dokkum(Yale),桑丹尼伊利(IAS)图像处理:Alyssa Pagan(STSCI)

一个隐形的星系

DF2是一个巨大的宇宙棉球,范多库姆称其为“透明星系”,其中的恒星分散在那里。这个星系怪球几乎和银河系一样宽,但它的恒星数量只有我们银河系的1/200。

这个幽灵般的星系似乎没有明显的中心区域、旋臂或圆盘。研究小组估计DF2所包含的暗物质最多只有天文学家预期的四百分之一。根据该小组的最新测量结果,该星系是如何形成的仍然是个谜。

DF2并不是唯一一个没有暗物质的星系。新泽西州普林斯顿高等研究所的Shany Danieli在2020年使用哈勃望远镜获得了另一个幽灵星系NGC 1052-DF4(或者简称DF4)的精确距离,该星系显然也缺乏暗物质。然而,在这种情况下,一些科学家认为暗物质可能是由于来自另一个星系的潮汐力而从该星系中剥离出来的。

研究人员认为DF2和DF4都是一系列星系的成员。然而,新的哈勃观察结果表明,两个星系是彼此650万光年,比他们首先想到的更远。似乎DF2也从分组漂移,并且在空间中隔离。

这两个星系都是通过新墨西哥天空天文台的蜻蜓远摄阵列发现的。

达涅利说:“它们可能是同一群人,在同一时间形成的。”“所以可能它们形成的环境有特殊之处。”

研究人员正在寻找更多这些古怪的星系。其他天文学家的团队也在寻找。2020年,一群研究人员发现了19个不寻常的矮人星系,他们说在暗物质上不足(脱离缩龙塔利夫渔民关系:Baryon主导的超漫射星系 - IOPSCience)。但是,它将取消露出更多暗物质的星系,以解决谜团。

尽管如此,van dokkum认为发现缺乏暗物质的星系告诉天文学家了解隐形物质。“在2018年的论文中,我们建议如果你有没有暗物质的星系,那么其他类似的星系似乎拥有它,这意味着暗物质实际上是真实的,它存在,”van dokkum说。“这不是幻影。”

参考:“红巨星的分支距离22.1±1.2 Mpc的暗物质星系NGC 1052 - df2不足40的轨道哈勃太空望远镜成像“自砺沈,摘要达涅利,部Shany皮特·冯·多库姆如是说,罗伯托·亚伯拉罕,让·p·布罗迪,查理•康罗伊安德鲁·e .海豚,亚伦j . Romanowsky j . m . Diederik Kruijssen Chowdhury Dhruba杜塔,2021年6月9日,天体学习期刊字母
2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / ac0335

哈勃太空望远镜是NASA和ESA(欧洲航天局)之间的一个国际合作项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心管理着这个望远镜。位于马里兰州巴尔的摩市的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜的科学操作。STScI是由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运作的

1评论在“宇宙神秘加深:奇怪的”透视“银河缺失的暗物质”

  1. 如果海洋学家只发现了冰山的“一角”,除此之外什么也没有发现呢?神秘地不见了冰山巨大的躯体,它一直延伸到水下。
    …这只是意味着这个平行不工作,尝试用一些椭圆代替…

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