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环beauty小姐商务绕银河系的“石斑鱼”星系告诉我们暗物质,星系是如何形成的

天文学与空间 2021-12-10 00:01:21

芝加哥大学 天文学家早就知道银河系有卫星星系——包括上面的大麦哲伦星云,在南半球可以用肉眼观察到

观察这些星系可以告诉科学家宇宙的形成

信用:欧空局/美国航天局/哈勃 我们生活在一个大城市星系

银河系如此之大,以至于有卫星星系围绕它运行,就像月球围绕地球运行一样

这些安排告诉我们很多关于宇宙的秘密——从星系如何形成到暗物质的神秘本质

两项新的研究揭示了越来越多的关于银河系周围的“群体”星系的信息,包括大卫星星系被吸进银河系轨道时可以携带自己的小卫星的证据

科学家们还提取了关于这些星系周围暗物质晕的信息,以及一项预测,即我们的母星系应该会有另外100个左右非常微弱的卫星星系等待发现

这项研究由芝加哥大学助理教授共同领导

教授

亚历克斯·德雷卡-瓦格纳与美国国家加速器实验室和威斯康星大学麦迪逊分校的科学家合作,发表在4月版的《天体物理学杂志》上

它在很大程度上依赖于暗能量调查的数据,这是一项由费米国家加速器实验室和芝加哥大学领导的绘制天空地图的开创性工作

“暗能量调查数据让我们对最小的、最古老的和最受暗物质支配的星系有了前所未有的敏感度,”德雷卡-瓦格纳说

“这些暗淡的星系可以教会我们很多关于恒星和星系是如何形成的

" 用星系的光照射暗物质 天文学家早就知道银河系有卫星星系——包括著名的大麦哲伦星云,它可以在南半球用肉眼观察到——但由于用大型望远镜的调查,已知卫星的数量在过去20年里增加到了60颗左右

从早期宇宙到今天暗物质结构形成的模拟

中间两个巨大的金色形状显示了一个类似银河系的光环是如何“吃掉”附近的大麦哲伦星云的

学分:拉尔夫·卡尔勒/SLAC国家加速器实验室 这些星系告诉我们很多关于宇宙的信息,包括形成一个星系需要多少暗物质,我们应该期望在银河系周围找到多少卫星星系,以及星系是否能把它们自己的卫星带到我们自己的轨道上——这是对最流行的暗物质模型的一个关键预测

(最后一个问题的答案似乎是响亮的“是”

") “我们想严格回答这个问题:我们的望远镜能探测到的最暗的星系是什么?”达利卡-瓦格纳说

为了回答这个问题,他们模拟了100多万个小卫星星系,将它们嵌入大型天文数据集,并使用它们的搜索算法试图重新提取它们

这使得他们能够确定哪些星系可以被探测到,哪些星系对于目前的望远镜来说太暗了

然后,他们将这些信息与暗物质聚集的大型数值模拟相结合,来预测银河系周围的卫星总数(包括我们能看到的和我们不能看到的)

结果是一个预测,大约还有100个星系有待发现围绕银河系运行

如果“缺失的”100个星系被发现,这将有助于证实研究人员将暗物质和星系形成联系起来的模型

“这项工作最令人兴奋的事情之一是,我们将能够利用我们对卫星星系的测量来理解暗物质的微观属性,”德雷卡-瓦格纳说

暗物质的主要模型是,它是在早期宇宙中形成的亚原子粒子,像电子或质子

如果这些暗物质粒子非常轻,它们可能具有非常高的速度,这将使暗物质很难聚集并形成我们今天看到的星系

因此,科学家们说,通过观察大量的小星系,可以对暗物质粒子的质量设置一个下限

“暗物质的粒子性质会对我们所看到的星系产生可观察到的后果,”达利卡-瓦格纳说

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