首繪製銀河系外圍無形「暗物質海」,大麥哲倫雲後方現光暈

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 07 日 16:21 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


提到銀河系,你腦中可能馬上浮現一個漂亮的螺旋形狀,但實際上銀河系影響力遠遠超過旋臂之外,在空曠周邊地區還稀稀疏散分佈著一些銀河恆星,以及構成銀河系銀暈的大量暗物質。最近天文學家結合多個探測器數據放置新銀河系地圖,首次包含延伸到極限的銀暈​​暗物質海,而那些銀河最外圍的恆星,就像在暗物質海中載浮載沉的小船。

銀河系光暈非常巨大,但相當微弱難以觀察,雖然其中心基本上與我們熟悉的銀河系中心(重疊),卻比可見的星系本體還要延伸很遠,除包含少數恆星,氣體與塵埃外,還含有大量的暗物質,過去有研究指出這片暗物質暈直徑可能達190萬光年。

暗物質雖然不會發射,反射或吸收光所以看不見,但能透過與其他物質的重力相互作用存在,如果銀暈真的充斥排斥暗物質,那麼我們應該會看到穿過“暗物質海”分佈的恆星,恆星流等。

而銀河系的衛星星系大麥哲倫星系(大麥哲倫星雲,LMC,又稱大麥哲倫雲)那時便是最佳助攻,當它繞著銀河系旋轉時,就像在平靜水域中航行的大船會留下痕跡,上百億顆恆星與暗物質互動也會攪動銀暈擾亂一些恆星,導致大麥哲倫雲後方出現光暈尾流。

來自美國哈佛大學與亞利桑那大學的科學家們,利用ESA蓋亞衛星(Gaia),NASA廣域紅外巡天探測衛星(WISE)在2009~2018年間收集的數據分析1,300多顆造父父星後,首次發現並投射出這種光暈尾流的詳細形狀與大小,以及麥哲倫雲穿越的路徑,該暈距離我們遠達20〜32.5萬光年。做為比較,清晰可見的銀河系實體直徑約10~18萬光年(也有研究估計可能達26萬光年)。

根據探討暗物質性質的理論非常多種,各理論預測的光暈尾流位置,外觀也不盡相同,在此研究中,科學家採用目前受到青睞的冷暗物質理論得到與觀察到的數據相同的結果,讓該理論理論說服力。

大量暗物質引力會拖曳拖曳星系尺度的速度下降,這終將導致大麥哲倫雲軌道越來越小,直到約20億年後與銀河系碰撞。只是銀河係與其他星系在宇宙中正常壯大的原因,畢竟80億年前,銀河係就已經吞併了另一個小星系。

新論文發表在《自然》雜誌。

(首圖來源:NASA

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