這是一張由夏威夷凱克望遠鏡利用星系引力透鏡效應獲取的圖像,科學家們認為這個遙遠的星系主要由神秘的暗物質組成
科學家們認為暗物質構成了我們宇宙組成中的很大一部分,但我們直到最近才開始嘗試對這種神秘物質展開探測——利用引力透鏡效應搜尋導致光線發生偏折的質量體從而推知暗物質天體的存在
仙女座星系(M31)和它的兩個伴星系:M110以及M32。科學家們認為像我們銀河系這樣的大型星系正是由這樣的小規模伴星系在數十億年的漫長時間內逐漸聚合而成的
1月21日消息,據英國《每日郵報》報道,天文學家們近日探測到一個遠在100億光年之外的“伴星系”,它屬於一個所謂的“暗矮星系”類別。這是迄今在這一距離上探測到的最小質量天體。
顧名思義,科學家們認為這一星系中含有神秘的暗物質。這一發現將為天文學家們提供重要線索,幫助他們理解宇宙最初是如何逐漸構建起自身結構的。這是迄今在我們所觀測宇宙範圍內發現的第二例此類星系,也是目前為止距離我們最遙遠的一例。
天文學家們認為,我們銀河系這類大型星系正是在數十億年的漫長時間內逐漸由這些小型的星系聚合而成的。但是天文學家們此前卻一直未能如預料的那樣找到更多此類衛星星系或者遙遠的此類星系。但即便現在找到了兩個這樣的星系,其數量還是明顯的太過稀少。這種情況迫使天文學家們不得不開始設想這類星系中必定僅含有少量的恆星,而其大部分質量則由暗物質構成。這項由美國麻省理工學院的博士後研究員參與的研究工作似乎證實了這一點:此次發現的這一星系是一個伴星系,這就意味著它是一個更大規模星系的衛星星系。
西莫那•維戈提(Simona Vegetti)是麻省理工學院物理學院帕帕拉多研究員(Pappalardo Fellow),也是《自然》雜志上介紹這一工作的相關論文的第一作者。他說:“出於某些原因,這些星系中未能形成很多恆星,甚至沒有形成任何恆星,因此看起來一直是黑的。”
科學家們確信宇宙中存在著看不見的暗物質,因為只有這樣才能解釋實際觀測到的數據。計算顯示,我們所觀測到的宇宙物質實際僅占整個宇宙質量的很小一部分,另外一大部分物質我們看不到,即所謂的暗物質。
科學家們計算後認為暗物質大約構成宇宙成分的25%,但是由於組成暗物質的神秘成分不吸收也不發射光線,因此我們一直到目前為止都無法探測到它或是確認其狀態。
計算機模擬顯示我們的銀河系應當至少擁有1萬個伴星系,但是到目前為止我們只發現了其中的30個。維戈提說:“很有可能其中的很多伴星系是由暗物質構成的,這樣我們就無法探測到它們的存在,如果不是這樣,那麼我們有關星系形成的理論或許就存在問題了。”
於是研究小組轉而向更深遠的宇宙空間展開暗物質伴星系的搜尋工作,他們使用了一種名為“引力透鏡”的方法。要想使用這種方法,研究人員首先需要找到兩個位於同一視線方向上的星系。較為遙遠的那個星系發出的光會被較近的那個星系的引力場扭曲,從而實際上起到一個凸透鏡的效果。通過對這些受到前景星系偏折的星光的分析,研究人員們可以確定在其周圍空間是否存在伴星系,以及該伴星系的質量大校
科學家們使用位於夏威夷的凱克望遠鏡進行觀測,這一口徑達10米的巨型望遠鏡使用先進的自適應光學系統,可以拍攝堪比空間望遠鏡的高清晰度圖像。
現在小組正打算采用同樣的方法在空間中搜尋更多類似的伴星系,他們相信這一研究工作最終得到的結果將可以幫助他們去證實或者挑戰現有的有關暗物質行為理論的觀點。維戈提說:“現在我們已經找到了一個暗物質伴星系,那麼設想一下,如果我們無法找出更多此類伴星系,那麼很顯然,我們可能將需要修改對於暗物質性質的理論了。”他說:“或者,我們或許將可以找到許多這類伴星系,正如我們在計算機模擬中看到的情形那樣,如此一來就證明了我們目前有關暗物質性質的理論觀點是正確的。”(晨風)