北京時(shí)間5月14日消息，暗物質(zhì)是人類目前已知宇宙中最為神秘，含量也最為豐富的一類物質(zhì)，它構(gòu)成了我們所知宇宙物質(zhì)組成中的主要部分。
在宇宙中，幾乎每一個(gè)星系中都會(huì)含有大量的暗物質(zhì)存在。但是，在去年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)暗物質(zhì)含量很少，或者幾乎就不含有暗物質(zhì)的特殊星系，而最近，美國(guó)耶魯大學(xué)的天文學(xué)家們又找到了第二例這樣的案例。相關(guān)研究論文發(fā)表在了近期出版的《天體物理學(xué)報(bào)》上。
去年發(fā)現(xiàn)首個(gè)此類星系時(shí)，當(dāng)時(shí)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員，耶魯大學(xué)科學(xué)家皮特·多科姆(Pieter van Dokkum)表示：“我們一直認(rèn)為每一個(gè)星系都含有暗物質(zhì)，甚至暗物質(zhì)的存在可能正是星系之所以可以形成的原因之一。這種看不見摸不著的神秘物質(zhì)時(shí)任何星系中占據(jù)主導(dǎo)地位的存在。因此，你可以想象，找到一個(gè)幾乎不含有暗物質(zhì)的星系是讓人感到意外的。”他指出：“這一發(fā)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于星系如何形成的理論構(gòu)成了挑戰(zhàn)，并且暗示暗物質(zhì)的存在是真實(shí)的：它們可以與星系中的其他物質(zhì)成分分離開。”
與去年發(fā)現(xiàn)的首個(gè)此類星系一樣，這次發(fā)現(xiàn)的編號(hào)為DF4的特殊星系也屬于所謂“超彌散星系”(UDG)，即其內(nèi)部所含恒星的數(shù)量相比銀河系要少100~1000倍。
美國(guó)哈佛大學(xué)天文學(xué)教授珊妮·達(dá)涅里(Shany Danieli)是最早留意到這個(gè)星系不同尋常的人，她在兩年之前就開始注意到這個(gè)星系。她說：“發(fā)現(xiàn)某種全新事物的感覺真的太棒了。”她說：“沒有人知道這樣的星系竟然可以存在，而作為一個(gè)天文專業(yè)的學(xué)生，你最大的幸運(yùn)就是能夠發(fā)現(xiàn)一個(gè)沒有人知道的全新的天體——不管它是一個(gè)行星，一個(gè)恒星，或是一個(gè)星系。”
這兩個(gè)特別星系的發(fā)現(xiàn)讓人感到驚喜和意外，同時(shí)也為一場(chǎng)關(guān)于這樣的星系是否可以存在的爭(zhēng)論畫上了句號(hào)。
暗物質(zhì)(dark matter)的本質(zhì)仍然沒有得到解答。它們究竟是什么?
人類最早注意到暗物質(zhì)的存在，同時(shí)也是暗物質(zhì)存在最主要的直觀表現(xiàn)之一，就是幾乎所有星系的外側(cè)部分，那里的恒星運(yùn)動(dòng)速度太快了——按照牛頓萬(wàn)有引力規(guī)律，距離星系核心越遠(yuǎn)，受到的引力作用越弱，因此越靠近星系邊緣的恒星應(yīng)該運(yùn)行速度會(huì)越慢才對(duì)，就像地球公轉(zhuǎn)速度要比火星快，或者木星轉(zhuǎn)的要比土星快是一樣的道理。但在星系中，科學(xué)家們驚訝的發(fā)現(xiàn)，那些位于邊緣的恒星的公轉(zhuǎn)速度幾乎和內(nèi)部的恒星一樣快!這似乎違反了牛頓的引力定律。
對(duì)此給出的一項(xiàng)解釋是：在這些星系的外部邊緣存在著一種看不到，但同樣具有質(zhì)量，因而可以產(chǎn)生引力效應(yīng)的神秘物質(zhì)，即所謂“暗物質(zhì)”。正是這些神秘物質(zhì)所施加的引力影響，加速了星系邊緣恒星的運(yùn)動(dòng)速度。
人類最早注意到暗物質(zhì)的存在，同時(shí)也是暗物質(zhì)存在最主要的直觀表現(xiàn)之一，就是幾乎所有星系的外側(cè)部分，那里的恒星運(yùn)動(dòng)速度太快了
但是，此次發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)特殊星系的特別之處，正是其邊緣區(qū)域恒星的運(yùn)動(dòng)速度并未表現(xiàn)出這種異常。
但是，有意思的地方就在于，在這幾個(gè)星系中，暗物質(zhì)似乎不存在;但是這種不存在卻反過來(lái)恰恰證明了宇宙中暗物質(zhì)的存在是真實(shí)的，而不是幻覺。因?yàn)樗砻靼滴镔|(zhì)并非一種與“正常”物質(zhì)相混淆的存在，相反，它是獨(dú)立存在的，可以與“正常”物質(zhì)分離開的。
接下來(lái)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還將繼續(xù)致力于搜尋更多的相似案例，從而幫助加深我們對(duì)于此類現(xiàn)象的理解，或許這也將有助于早日解開暗物質(zhì)本質(zhì)的終極謎團(tuán)。
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