11月26日清晨,国际科学期刊《天然·天文》(Nature Astronomy)在线发布我国天文学家的一项重要发现:他们发现在近邻世界有一类特别的矮星系,在其几万光年的半径内,都主要由重子物质构 成,暗物质只占其中一小部分。这与现在在标准世界学模型下的矮星系构成理论预言相违背,从而对冷暗物质的实质提出质疑,对经典的矮星系构成理论提出挑战。该作业以中国科学院国家天文台科研 团队为首,联合北京大学和清华大学的科研团队共同完成。
图1: 暗物质主导了结构构成, 星系在由暗物质主导的暗晕中构成和演化。图示为超级计算机模拟的结构构成,边长大概2亿光年。 从黑色、绿色、黄色、粉色到白色显示了密度从低到高的变化,暗晕对应于白色的高密度区域。
在以暗能量和冷暗物质主导的标准世界学模型下,星系在暗物质晕中构成和演化。在大质量的体系中,重子份额可达到世界的平均值,这一份额跟着暗晕质量的减小敏捷降低。因为低质量体系捆绑重子的才能比较弱,在矮星系体系中,一般认为其重子物质含量相对于暗物质是十分少的,这也在咱们银河系和本星系群的卫星星系中得到证实。不同于大的星系,在这些卫星星系中,即使在半光半径之内,都是暗物质主导的。惋惜的是,因为矮星系的光度十分暗,目前关于矮星系中的动力学研讨只能限制在十分近邻的世界中,大部分在本星系群内或许本星系群周围。
图2:新发现的奇特矮星系之一—— UGC7920。 图片来源:DECaLS-DR8以中国科学院国家天文台郭琦研究员为首的科研团队,结合斯隆数字化光学巡天和Arecibo的中性氢巡天结果,首次对本星系群外的矮星系的动力学打开计算研究。他们发现了一类特殊的矮星系,不同于以往的观测数据和数值模仿的预言结果,这些矮星系在HI掩盖的区域都是由重子物质主导的。中性氢掩盖区域通常在几万光年,在典型的矮星系体系中, 该区域的暗物质质量是重子物质质量的十到几百倍。特别地,他们发现的这类矮星系大部分是孤立体系,并不会遭到外界环境的影响。现在,在标准宇宙学模型下,没有任何理论或许数值模仿可以解释这类星系的形成。
这一发现对标准宇宙学模型,以及该模型下的星系构成理论提出了严重质疑,促使人们重新审视暗物质的本质——温暗物质或许Fuzzy暗物质模型将更易于解说此类矮星系的构成。另一方面, 极端条件下的重子过程也供给了或许的一种解说。回答这些问题将需求进一步借助更先进的望远镜。
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