加州大学河滨分校伊克巴尔·皮塔尔瓦拉 劳拉·塞勒斯(坐在左边)和她的研究小组的前任和现任学生，包括杰西卡·多佩尔(坐在右边)
信用:斯坦林，加州大学河滨分校 加州大学河滨分校的天文学家领导的一个小组发现，一些矮星系今天可能看起来没有暗物质，尽管它们在过去是由暗物质主导的星系
星系似乎几乎没有暗物质——不发光的物质被认为构成了宇宙中85%的物质——这使得天文学家对宇宙暗物质含量的理解变得复杂
最近在观测中发现的这样的星系，挑战了天文学家使用的宇宙模型，该模型被称为拉姆达冷暗物质，或LCDM，其中所有的星系都被一个巨大且延伸的暗物质晕所包围
天文学界对无暗物质星系并不了解
研究这些难以捉摸的星系(超扩散星系DF2和DF4就是例子)的可能形成机制的一种方法是在数值模拟中找到相似的对象，并研究它们的时间演化和导致暗物质损失的环境
杰西卡·多佩尔是加州大学河滨物理与天文系的研究生，也是发表在《皇家天文学会月报》上的研究论文的第一作者。她解释说，在LCDM宇宙中，所有的星系都应该由暗物质主导
“这就是挑战，”她说
“在观察者所见的模拟中寻找相似物是有意义的，也是不确定的
开始确定这些类型物体的起源以及它们通常异常的球状星团，让我们进一步巩固了暗物质和星系形成的理论框架，并确认不需要其他形式的暗物质
我们发现冷暗物质表现良好
" 在这项研究中，研究人员使用了名为Illustris的宇宙学和流体动力学模拟，该模拟提供了一个星系形成模型，包括恒星演化、超新星反馈、黑洞增长和合并
研究人员发现，星团中的几个“矮星系”具有与DF2和DF4相似的恒星含量、球状星团数量和暗物质质量
顾名思义，矮星系很小，由几十亿颗恒星组成
相比之下，银河系有20多个已知的矮星系围绕它运行，有2000到4000亿颗恒星
球状星团经常被用来估计星系，尤其是矮星的暗物质含量
研究人员使用Illustris模拟来研究奇数矮星系的起源，如DF2和DF4
他们发现了无暗物质矮星的模拟类似物，其形式是在星系团中进化了很长时间的物体，并通过潮汐剥离(银河潮汐力剥离物质)损失了超过90%的暗物质
“有趣的是，潮汐剥离的相同机制能够解释像DF2和DF4这样的矮星的其他性质——例如，它们是‘超扩散’星系的事实，”合著者劳拉·萨勒斯说，她是UCR大学物理学和天文学副教授，也是多佩尔的研究生导师
“我们的模拟表明，这些矮星的结构和它们的低暗物质含量有一个综合的解决方案
在正常的矮星系中，极端的潮汐质量损失可能是超扩散物体形成的方式
" 销售团队与德国马克斯·普朗克天体物理研究所的研究人员合作，目前正在研究改进的模拟，其特点是物理更加详细，数值分辨率比Illustris模拟高16倍
“有了这些数据，我们将能够将我们的研究扩展到更低质量的矮星，这些矮星在宇宙中更丰富，预计在其中心会有更多的暗物质占据主导地位，这使得解释它们更具挑战性，”多佩尔说
“我们将探索潮汐剥离是否能提供一条耗尽矮星内部暗物质的途径
我们计划对矮星的恒星、球状星团和暗物质含量进行预测，然后与未来的观测结果进行比较
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