物理学家解释银河系中神秘的暗物质缺乏症
物理学家解释银河系中神秘的物理物质暗物质缺乏症
苏瑾薇导读加州大学河滨分校的物理学家领导的一项研究表明,有关暗物质性质的学家系中新理论有助于解释为什么距地球约6500万光年的一对星系中几乎不含神秘物质加州大学河滨分校的物理学家领导的一项研究表明,有关暗物质性质的解释新理论有助于解释为什么距地球约6500万光年的一对星系中几乎不含神秘物质。
暗物质是银河不发光的,无法直接看到。神秘认为它构成了宇宙中85%的缺乏物质,其本质尚不为人所知。物理物质与普通物质不同,学家系中它不吸收,解释反射或发光,银河因此很难检测。神秘
流行的缺乏暗物质理论(称为冷暗物质或CDM)假定除重力外,暗物质粒子无碰撞。物理物质第二种新理论称为自相互作用暗物质或SIDM,学家系中提出了通过新的解释暗力自相互作用的暗物质粒子。两种理论都解释了宇宙整体结构是如何出现的,但是它们预测了星系内部区域暗物质的不同分布。SIDM表明,暗物质粒子在靠近银河系中心的星系内部晕圈中会强烈碰撞。
通常,可见的银河系由一个看不见的暗物质光晕所占据,该暗物质是一个围绕球团并通过重力保持在一起的,形状像球的浓缩材料团。但是,最近对两个超扩散星系NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4的观察表明,这对星系包含很少(如果有的话)暗物质,这对物理学家对星系形成的理解提出了挑战。天体观测表明,NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4可能是NGC1052的卫星星系。
UCR物理与天文学副教授Yu Hai-Bo Yu表示:“通常认为,暗物质在银河系中占主导地位。” “但是,NGC 1052-DF2和-DF4的观测表明,它们的暗物质与恒星质量的比率约为1,比预期的低300倍。为解决这一差异,我们认为DF2和DF4的光晕可能是由于与庞大的NGC 1052星系发生潮汐相互作用而失去了大部分质量。”
由UCR领导的团队使用复杂的模拟,通过NGC1052的潮汐剥离(通过银河潮汐力剥离物质)再现了NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4的特性。由于卫星星系无法利用自身的重力固定剥离的质量,因此有效地将其添加到NGC 1052的质量中。
研究人员同时考虑了CDM和SIDM方案。他们的结果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,表明SIDM形成了暗物质缺乏星系,例如NGC 1052-DF2和-DF4,远比CDM更有利,因为内部晕圈的潮汐质量损失更显着,并且恒星分布更加在SIDM中扩散。
该研究论文已被该杂志选为“编辑建议”,该荣誉是每周只有少数论文能够促进跨领域阅读。
Yu解释说,CDM和SIDM晕圈中都可能发生潮汐质量损失。在CDM中,内部光晕结构是“硬”的并且对潮汐剥离具有弹性,这使得典型的CDM光晕很难在潮汐场中失去足够的内部质量来适应NGC 1052-DF2和-DF4的观测。相反,在SIDM中,暗物质的自相互作用可能会将暗物质粒子从内部推向外部区域,从而使内部光晕“更蓬松”,并相应地增加了潮汐质量损失。此外,恒星分布变得更加分散。
于说:“即使在潮汐演化之后,典型的CDM 晕在内部区域仍然过大。”
接下来,研究小组将对NGC 1052系统进行更全面的研究,并探索新发现的具有新颖性质的星系,以更好地了解暗物质的性质。
研究论文的标题是“自相互作用暗物质和超扩散星系NGC1052-DF2和-DF4的起源”。
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