超級螺旋星系轉速超乎預期之快,龐大暗物質暈暗中提速

作者 | 發布日期 2019 年 10 月 23 日 9:44 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly


包括太陽系在內,整個銀河系以每秒約 210 公里的速度旋轉著,只是我們感受不到。而最近天文學家發現,比銀河系更大的螺旋星系其轉速超乎預期得快,每秒高達 570 公里,推測暗物質可能是其中提速關鍵。

地球自轉並繞行太陽公轉,太陽系繞著銀河系公轉,銀河系本身又會自轉,宇宙奧秘之一就是種種看似凌亂無章的天體,其實都像齒輪一樣規律運轉著。

我們的銀河系屬於螺旋星系,自轉速度約每秒 210 公里,然而如果和「超級螺旋星系」相比,這種轉速有如小巫見大巫。迄今為止,天文學家僅透過史隆數位巡天(SDSS)、NASA / IPAC 銀河系外數據庫(NED)的數據找到約 100 個超級螺旋星系,它們的質量可比銀河系還要大約 20 倍,亮度比銀河系亮 8~14 倍,最大的超級螺旋星系直徑更達 45 萬光年。

而最近一組天文團隊利用南非大望遠鏡(Southern African Large Telescope,SALT)、海爾望遠鏡(Hale)、廣域紅外線巡天探測衛星(WISE)測量 23 個超級螺旋星系的自轉曲線,發現它們的旋轉速度似乎也更快。

這幾個超級螺旋星系中最大者為 2MFGC 08638,其轉速也最快,高達每秒 570公里,遠遠超過該星系內恆星、氣體、塵埃總質量能提供的速度,表明不可見的暗物質正在發揮影響力。研究主要作者 Patrick Ogle 表示,該星系外圍應該被一個更大的暗物質暈包圍,質量至少有太陽質量 40 兆倍。

▲ 上面三個為一般螺旋星系,下面三個為超級螺旋星系,右下則為目前已知最大的超級螺旋星系。(Source:NASA

這項結果打破了以往星系質量與自轉速率之間的關聯,也成為反駁另一種引力理論——修正牛頓理論(MOND)的新證據。修正牛頓理論主要是一個試圖排除暗物質存在的引力替代理論,然而這項研究表明,MOND 理論無法解釋觀察到的超級螺旋星系之旋轉速度,也就是說 MOND 理論不夠有力,暗物質存在的假測更加屹立不搖。

天文徐家希望未來能透過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)和大視場紅外巡天望遠鏡(WFIRST)釐清超級螺旋星系這種新型星系的疑點,新論文發表在《天文物理期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)。

(首圖來源:pixabay

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