早期宇宙实际上暗物质不足? 新发现与模拟结果相矛盾

2017年3月17日11:45:25 评论 64

  来源:科技日报

  英国《自然》杂志15日发表的一项天文学研究认为,在100亿年前星系形成的高峰期,“产星星系”的外盘可能主要为恒星和气体主导,而非暗物质。此次对遥远星系自转曲线的最新测量结果,与早期星系形成的模拟结果产生了严重矛盾。

  在星系内,恒星和气体(重子成分)被认为与暗物质(非重子)混合在一起。尽管暗物质是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质,但不妨碍它是宇宙的重要组成部分。暗物质的密度非常小,但是总质量很大,代表了宇宙中26%的物质含量,而人类可见的只占宇宙总物质量的4.9%。

  星系自转曲线是暗物质存在的重要依据之一。关于重子物质和非重子物质的占比,也可通过测量星系的自转计算得出。在宇宙中,由暗物质主导的星系(如银河系)的外盘,会导致星系自转曲线相对扁平。

  此次,德国马克斯·普朗克外空物理学研究所科学家莱因哈德·根策尔及其同事,分析了6个遥远巨大的“产星星系”的高质量光谱,发现星系外盘的自转速度随着半径的增加而下降,表明这里的暗物质不如本区域宇宙中的多。研究团队认为,本区域星系和遥远星系的组成成分差异,可能是因为遥远星系富含气体且致密,随着气体的快速累积而增长,气体比暗物质更容易落入星系盘中。

  在论文相应的新闻与观点文章中,英国杜伦大学科学家马克·斯温班克写道,这些发现提高了我们对早期星系是如何形成和演化的认识。他补充表示,该研究结果或可以解释一个过程,那就是在遥远的宇宙中观测到的块状不规则“产星星系”,究竟是如何转变成与众不同的螺旋星系——譬如我们所在的银河系。

  总编辑圈点

  茫茫星空,肉眼可见不过是冰山一角,宇宙绝大部分对人类来说是隐藏的,暗物质就是最不愿露面的第一号人物。这种间接了解的方式有诸多弊端,譬如经常会有争论不休甚至推倒重来的可能,但从另一方面来看,怀疑、辩驳、颠覆的过程,既有乐趣,又隐隐暗示着前进的方向。

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