確認沒有暗物質填充的星系?新研究發現可能是計算失誤

作者 | 發布日期 2019 年 06 月 12 日 14:54 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

宇宙若沒有暗物質,我們就不會存在,因此當去年有天文學家發現幾乎無暗物質填充的星系時,引起好一陣騷動,更有專家直嚷這是「不可能的事情」。現在,一篇新研究重新分析該星系後發現了點囧事:似乎前團隊的參數設定有誤、導致計算失誤,這個星系實際上……就跟其他星系一樣,大部分由暗物質組成。



2018 年時,由耶魯大學天文學家 Pieter van Dokkum 領導的團隊首度發現一個幾乎無暗物質填充的星系「NGC 1052-DF2」,嚴重挑戰了星系形成理論,立刻引起天文學界譁然。

按照標準星系形成模型,一個星系不可能沒有暗物質,雖然我們至今仍不知道暗物質是什麼、也檢測不到它們,但我們知道必須有某些東西躲在我們看不見的地方,才能維持住我們今日所見到一個星系的形狀、運動與分布特徵。

比如說,當天體物理學家按照星系可見物質的質量下去計算時,發現星系外圍天體的實際移動速度竟然比計算結果還要快,由於恆星、星系移動的速度與其質量成正比,這表明實際上還有更多物質填充在星系內;又或者說,如果沒有暗物質的存在,則基本上氣體無法塌縮,恆星不會形成,所有星系也都會分崩離析、無法維持形狀。

那麼,我們該如何解釋「NGC 1052-DF2」沒有暗物質?當時的研究人員指出兩個可能性,第一個為 NGC 1052-DF2 星系位於大型橢圓星系 NGC 1052 主導的星系群附近,而數十億年前,這個羽翼未豐的巨大橢圓星系可能在成長過程中,因某種原因導致 NGC1052-DF2 星系缺失暗物質。

另一個想法則是 NGC 1052-DF2 星系內經歷過一場災難性事件,所有氣體與暗物質都被清掉並阻止新恆星形成。他們的論文發表在《自然》期刊。

▲ 耶魯大學指出 NGC 1052-DF2 星系幾乎不含暗物質。(Source:耶魯大學

然而現在,西班牙加那利天體物理研究所(Institutode Astrofísicade Canarias,IAC)團隊重新分析了 NGC 1052-DF2 星系,卻發現去年的研究很可能是一場……計算錯誤。

耶魯大學團隊當時計算 NGC 1052-DF2 星系距離地球約 6,400 萬光年,但加那利天體物理研究所團隊認為前者計算距離的參數有問題,重新使用 5 種獨立方法計算星系距離後,發現 5 種計算結果都顯示,該星系距離地球其實遠遠不到 4,200 萬光年。數字看上去差了那麼一點,但就可以把原本被認為不正常的無暗物質星系,矯正回正常包含暗物質的星系。

根據新數據,NGC 1052-DF2 星系的總質量只有之前估計的一半,並且其中恆星質量只有先前估計的四分之一;換句話說,剩下的四分之三全由暗物質組成,NGC 1052-DF2 星系跟其他星系一樣,實際上包含大量暗物質,模型並沒有出差錯。

暗物質存在之爭還沒落幕。耶魯大學團隊今年才又宣布發現了第二個同樣無暗物質填充的星系 NGC 1052-DF4,並稱宇宙中可能不乏不含暗物質的星系,現在加那利天體物理研究所團隊已開始針對 NGC 1052-DF4 星系重新分析,如果到時候結果出爐,又是計算失誤……那就真是尷尬了。新論文發表在《皇家天文學會月報》(MNRAS)。

(首圖來源:pixabay

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