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北京,3月16日(科学日报)——英国杂志《自然》15日发表的一项天文学研究表明,在100亿年前星系形成的高峰期,“恒星生成系统”的外盘可能被恒星和气体而不是暗物质所控制。对遥远星系旋转曲线的最新测量与早期星系形成的模拟结果严重矛盾。
在星系中,恒星和气体(重子)被认为与暗物质(非重子)混合在一起。尽管暗物质是一种假设的物质,其产生的现象无法用现有的理论来解释,但它并不妨碍它成为宇宙的重要组成部分。暗物质的密度很小,但其总质量很大,占宇宙物质含量的26%,而可见物质仅占宇宙总质量的4.9%。
星系的旋转曲线是暗物质存在的重要证据之一。重子物质和非重子物质的比例也可以通过测量星系的旋转来计算。在宇宙中,由暗物质主导的星系外盘(如银河系)将导致星系的旋转曲线相对平坦。
这一次,德国马克斯·普朗克外层空物理研究所的科学家莱因哈特·根泽尔和他的同事分析了六个遥远的巨型“恒星生成系统”的高质量光谱,发现星系外盘的旋转速度随着半径的增加而降低,表明这里的暗物质比该地区的宇宙中的要少。研究小组认为,该地区的星系和遥远的星系在成分上的差异可能是因为遥远的星系富含气体且密度大。随着气体的快速积累,气体比暗物质更有可能落入星系盘。
在报纸上相应的新闻和观点文章中,英国达勒姆大学的科学家马克·斯温伯恩写道,这些发现提高了我们对早期星系是如何形成和演化的理解。他补充说,这项研究的结果可能解释了一个过程,即在遥远的宇宙中观察到的大规模不规则“恒星生成系统”如何转变成一个独特的螺旋星系,比如我们自己的银河系。
总编辑圈
浩瀚的恒星空,肉眼可见只是冰山一角,宇宙的绝大部分是对人类隐藏的,暗物质是最不愿意出现在第一个图中的。这种间接的理解方式有许多缺点。例如,经常有无休止的争论甚至反驳的可能性。另一方面,怀疑、反驳和颠覆的过程既有趣又有前进方向的微弱暗示。(记者张)