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“看不见”的星系究竟有多少?从卫星星系到暗物质本质

http://www.it09.cn 时间:2016-06-02 16:56来源:IT09数码网

设立在南美洲智利境内海拔超过5000米的阿塔卡马沙漠之中,ALMA是“阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列”的英文缩写,这是一座由66面射电天线组成的庞大阵列

  设立在南美洲智利境内海拔超过5000米的阿塔卡马沙漠之中,ALMA是“阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列”的英文缩写,这是一座由66面射电天线组成的庞大阵列

ALMA望远镜拍摄的SDP81星系图像,这是一个距离地球约120亿光年的遥远星系,此前在2010年,由赫歇尔空间望远镜的图像中,它看上去只不过是一团模糊的光点

  ALMA望远镜拍摄的SDP81星系图像,这是一个距离地球约120亿光年的遥远星系,此前在2010年,由赫歇尔空间望远镜的图像中,它看上去只不过是一团模糊的光点

  新浪科技讯 北京时间6月1日消息,据英国广播公司(BBC)网站报道,亚沙·赫萨维(Yashar Hezaveh)此前就已经听到了一些传言。而现在,他走进一间小屋子,在第二排一个座位上坐下来,他想证实自己听到的那些传言是否是真的。

  120亿光年外的模糊星系

  赫萨维是一名天文学家。这是2015年1月份的一个普通的日子,寒冷而阴沉。美国华盛顿州西雅图,天文学家们正准备出席一个属于世界上规模最大之一的天文学会议。他们都很想看看新的ALMA望远镜拍摄的第一张照片效果如何。ALMA是“阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列”的英文缩写,这是一座由66面射电天线组成的庞大阵列,设立在南美洲智利境内海拔超过5000米的阿塔卡马沙漠之中。

  这一巨型阵列拍摄的最早一批照片将显示其观测能力。赫萨维听说,在该设备最初拍摄的一批高分辨率图像中,将包括一个编号为SDP81的星系,这是一个距离地球约120亿光年的遥远星系,此前在2010年,由赫歇尔空间望远镜的图像中,它看上去只不过是一团模糊的光点。

  赫萨维是一位美国斯坦福大学的研究人员,他急切想要知道的是这首批图像的拍摄质量。多年以来,他一直在利用计算机模型方法模拟类似SDP81这样的星系在ALMA望远镜的图像中可能会呈现的模样。现在,他很想知道自己长期以来所做的模拟是否是准确的。

  如果事实证明他们的模拟结果是准确的,那么接下来他们就有的忙了。天文学家们正致力于寻找那些类似SDP81这样隐藏在照片之中不容易被注意到的矮星系。矮星系常常是容易被忽略的,几乎是无法被观测到的。但尽管如此,它们的质量产生的引力作用仍然会留下蛛丝马迹。加州大学洛杉矶分校的天文学家托马索·特鲁(Tommaso Treu)指出:“我们无法观测到这些矮星系,但由于引力的缘故,我们知道它们在那里——这听上去真的很酷!”

  了解这样的矮星系究竟是否的确存在,以及如果它们的确存在,那么它们的数量有多少?这些对于解决一个宇宙学中的重大问题都至关重要,那就是:究竟是什么物质组成了我们所在的宇宙?同样将要面临严峻考验的还包括目前我们所拥有的关于宇宙形成的最佳理论。尽管已经有了数十年来的巨大成功,该理论仍然存在一些缺陷。而这些问题的答案可能就与宇宙中隐藏的矮星系有关。

仙女座大星系和它的两个较大型的卫星星系

仙女座大星系和它的两个较大型的卫星星系

  卫星星系

  当你想到星系的时候,你的脑海中显现的画面可能是类似我们银河系这样的星系景象:一个巨大的旋涡状圆盘,其中包含数以千亿计的恒星,就像一座宇宙大风车。但矮星系有所不同,相比之下它们更小,也更加暗淡,有些甚至只包含有稀稀拉拉很少数量的恒星。

  天文学家们认为很多矮行星可能是孤独漂浮在宇宙空间之中的,但也有很大一部分矮行星隐藏在大型星系的周围区域,围绕大型星系公转,成为后者的所谓“卫星星系”,就像卫星围绕行星公转,行星围绕恒星公转那样。

  比如说银河系的周围,根据目前的观测,就已经确认有超过50个的此类矮星系。这些卫星星系相比银河系而言显得非常渺小,其质量比银河系一般要小1万倍以上,其中有些矮行星中甚至只含有数千颗的恒星。

  就像在所有其他星系中一样,恒星都是被暗物质包裹着的,后者是构成宇宙超过1/4强的神秘物质,我们目前对于其性质与本质几乎仍然是一无所知。暗物质构成了矮行星质量的绝大部分,提供了维持矮星系稳定存在的“引力胶水”。

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