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银河系里的暗物质,只有我们认为的一半

在北半球低纬度地区或者南半球才能看到的大小麦哲伦云(天空中一大一小两团星云状天体),是我们能够用肉眼看到的银河系的仅有的两个卫星星系。但是按照当前的星系形成理论,这样的卫星星系应该更多才对。天文学家测量了银河系里暗物质的数量,成功破解了这一难题。图片来源:拍摄者Steed,来自夜空中国

利用一种近100年前开发出来的方法,澳大利亚天文学家最近称量出了银河系内暗物质的总重量,大约是太阳质量的800 000 000 000倍,即8×1011倍。

他们第一次细致探索了银河系的最外边缘,那里距离地球足有500亿亿千米。

西澳大利亚大学的天体物理学家普拉杰瓦尔·卡费勒博士(Prajwal Kafle)说,我们早就知道宇宙对我们隐藏了绝大部分成分。

“繁星,尘埃,你和我,我们能够看到的所有东西,都是由整个宇宙中仅占4%的物质构成的。”他说,“另外还有大约25%是暗物质,其余的则是暗能量。”

来自于尼泊尔的卡费勒博士,之所以能够测量出银河系里暗物质的质量,是因为他仔细研究了整个银河系中恒星的速度,包括处在银河系边缘、此前从未被如此细致研究过的那些恒星。

他所使用的方法,是在1915年由英国天文学家詹姆斯·琼斯(James Jeans)开发出来的,这要比暗物质被发现还早数十年。

卡费勒博士的测量结果,有助于破解一个让理论学家头疼了近20年的难题。

“按照当前关于星系形成与演化的理论,也就是所谓的Λ冷暗物质理论,我们的银河系周围应该有不少肉眼即可看见的大型卫星星系,但我们并没有看到那么多。”卡费勒说,“如果把我们测量的暗物质质量代入这个理论,它就会预言银河系周边只有3个卫星星系存在,这正是我们看到的实际情况——大麦哲伦云、小麦哲伦云,以及人马座矮星系。”

悉尼大学的天体物理学教授杰兰特·刘易斯(Geraint Lewis)也参与了这项研究,他说卫星星系失踪是“宇宙学里持续了近15年的一个顽疾。卡费勒博士的研究证明,这个问题可能不像大家之前认为的那样严重,尽管仍然有问题需要去克服。”

这项研究还提出了一个银河系的整体模型,让科学家能够测量出其他一些有趣的数据,例如离开这个星系需要多快的速度。

“火箭要从地球表面发射到太空,速度只需要达到11千米/秒,这已经比澳大利亚的最高车辆行驶限速快了差不多300倍!”卡费勒博士说,“如果想摆脱银河系的引力掌控,那你的速度就至少要达到550千米/秒。”

这一研究的相关论文发表在10月10日出版的《天体物理学报》(Astrophysical Journal)上。(编辑:Steed)

 

编译来源 射电天文学国际研究中心官网,Dark matter half what we thought, say scientists

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发布于2014-10-11, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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