天文學家發現幾乎不存在暗物質的星系

由哈伯望遠鏡拍攝的 NGC1052-DF2 ,其因星體數極低,所以可以直接觀測到其背後的其他星系。( 圖:NASA; ESA; P. van Dokkum )

現行的理論認為整個宇宙中暗,物質( Dark Matter )佔了近 26 % 的質量,遠高於常規的如電子、中子等重子物質( baryonic )佔的 5 %質量。因此理論上大部分星系中,暗物質的質量佔比應高於重子物質。但由耶魯大學( Yale University )領導的一組研究團隊,於今年三月時發現了一個幾乎不具有暗物質的星系,將可能改寫現在星系成型的理論模型。

NGC1052-DF2

此新發現的星系稱為 NGC1052-DF2 ,簡稱 DF2 ,其大小與銀河系相近,但僅具有銀河系 1/200 的星體數。由專門觀測低光度超稀疏星系的蜻蜓望遠鏡組列( Dragonfly Telescope Array )所發現。研究團隊在計算後發現,其星體的相對移動速度比理論上移動的慢許多。以此移動速度進行計算後發現,此星系中的暗物質僅占約 0.25 % 的總質量。

星系

目前普遍接受的星系成型理論,是由高密度的暗物質開始作為源頭,以其重力吸引一般的物質聚集、安定下成為星系。因此暗物質被認為是星系形成的重要元素,此論文的共同作者,多倫多大學( University of Toronto )的羅伯托·亞伯拉罕博士( Dr.Roberto Abraham )表示:「我們原本認為星系是由星體、氣體及暗物質混合而成,而且暗物質總是佔比最大的。」

因此發現這個幾乎不具有暗物質的星系,帶來了一個重要的問題:如果它不具有暗物質,那麼它是怎麼形成的?

成因

在發現 DF2 特別之處後,哈伯望遠鏡( Hubble Space Telescope )也揭露了此星系其他不尋常的特性。與常見的螺旋星系( spiral galaxies )不同, DF2 不具有一個高質量密度中心位置、也不具有螺旋臂;也與橢圓星系( Elliptical galaxy )不同,在星系中心不具有黑洞。

天文學家推測, DF2 的特別之處可能來自形成於受巨大星系影響的動態星系團中,或者因爆發性的星體成型事件而清除掉了星系中的絕大多數氣體及暗物質。亞伯拉罕博士表示:「我們正在進一步調查是否有其他如 DF2 的星系,蜻蜓望遠鏡在觀測此類星系上有相當優良的性能。也許我們會發現 DF2 只不過是冰山一角。」

 

參考資料:

  1. How Do You Make A Galaxy Without Dark Matter? (n.d.). University of Toronto
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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