發現了一個被孤立了數十億年的星系,其核心中包括的暗物質比預期要多。

文章作者:管理一号 | 2019-08-09
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天文學家使用美國宇航局錢德拉x射線天文台的數據,發現了一個被孤立了數十億年的星系,其核心中包括的暗物質比預期要多。這個星系被稱為Markarian 1216(縮寫為Mrk 1216),包括的恒星年歲在國際年歲的10%以内,也就是說,幾乎和國際自身相同陳舊。科學家們發現它履曆了與典型星系不同的演化過程,無論是在它的恒星方面,仍是通過引力将星系凝聚在一起的無形暗物質方面。mrk1216屬于橢圓型星系家族,其中心的恒星密度比其他大多數星系都要高。

 

 

天文學家們認為它們是赤色細密星系的後代,這些星系被稱為“紅塊”,在大爆炸後大約10億年構成,但在大約100億年前中止了添加。假如這個說明是正确的,那麼mrk1216中的暗物質和它的星系表親也應該被緊密地包裹起來。為了第一次驗證這個想法,兩位天文學家研讨了距離Mrk 1216中心不同距離熱氣體的x射線亮度和溫度,這樣就可以“稱”出星系中心存在多少暗物質。加州大學歐文分校的戴維·布奧特(David Buote)說:


當咱們将錢德拉數據與計算機模型進行比較時,發現暗物質的濃度比在其他總質量相似星系中發現的要高得多。這奉告咱們,mrk1216的前史與典型星系非常不同。基本上它所有的恒星和暗物質都是在很久以前構成,在曩昔的100億年裡幾乎沒有添加。根據這項新研讨,在大爆炸後大約30到40億年,圍繞着Mrk 1216中心構成了一個光環,或許說是一個模糊的暗物質球體。這個光暈被認為比星系中的恒星還要大,這樣一個紅金塊星系的構成是今日所看到許多橢圓星系的典型特征。

 

 

可是,與Mrk 1216不同的是,當較小星系在國際時間内與它們合并時,大多數巨大的橢圓星系繼續逐步變大。研讨報告的撰寫者之一、加州大學歐文分校的艾倫·巴斯說:在相對較近的當地看到Mrk 1216等細密橢圓星系中,恒星的年歲和密度供應了第一個關鍵依據,證明它們是遠距離觀測到“赤色金塊”的後代。這兒看到的暗物質光暈證明了這一點,此前,天文學家估計mrk1216中的超大質量黑洞比預期更大。

 

 

可是,這項最新研讨得出的結論是,黑洞質量或許不到太陽質量的40億倍。這聽起來許多,但對于像mrk1216這樣大的星系來說,它的質量或許并不大。研讨人員還尋找了星系中心超大質量黑洞迸發的痕迹。他們在高溫氣體中發現了一些空泛,相似于在其他大質量星系和英仙座星系團中發現的空泛,但需求更多數據來證實它們的存在。mrk1216數據也供應了關于暗物質的有用信息,因為暗物質從未被直接觀測到,一些科學家質疑它是否存在。

 

 

在這項研讨中,Buote和Barth用标準“牛頓”引力模型和一種被稱為修改牛頓動力學(modified Newtonian dynamics,簡稱MOND)的替代理論說明了錢德拉星系數據。結果表明,這兩種引力理論都要求在mrk1216中心有相同數量的暗物質,有效地消除了MOND說明的必要性。在未來,科學家期望進一步研讨暗物質的性質,暗物質在mrk1216中心的布滿堆積,或許為猜測不那麼會合的暗物質非标準理論供應了一個風趣的測驗,比方暗物質粒子通過引力以外的其他方法相互作用。其研讨發現宣布在《天體物理學》上。

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