发现了一个被孤立了数十亿年的星系,其核心中包括的暗物质比预期要多。

文章作者:管理一号 | 2019-08-09
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天文学家使用美国宇航局钱德拉x射线天文台的数据,发现了一个被孤立了数十亿年的星系,其核心中包括的暗物质比预期要多。这个星系被称为Markarian 1216(缩写为Mrk 1216),包括的恒星年岁在国际年岁的10%以内,也就是说,几乎和国际自身相同陈旧。科学家们发现它履历了与典型星系不同的演化过程,无论是在它的恒星方面,仍是通过引力将星系凝聚在一起的无形暗物质方面。mrk1216属于椭圆型星系家族,其中心的恒星密度比其他大多数星系都要高。

 

 

天文学家们认为它们是赤色细密星系的后代,这些星系被称为“红块”,在大爆炸后大约10亿年构成,但在大约100亿年前中止了添加。假如这个说明是正确的,那么mrk1216中的暗物质和它的星系表亲也应该被紧密地包裹起来。为了第一次验证这个想法,两位天文学家研讨了距离Mrk 1216中心不同距离热气体的x射线亮度和温度,这样就可以“称”出星系中心存在多少暗物质。加州大学欧文分校的戴维·布奥特(David Buote)说:


当咱们将钱德拉数据与计算机模型进行比较时,发现暗物质的浓度比在其他总质量相似星系中发现的要高得多。这奉告咱们,mrk1216的前史与典型星系非常不同。基本上它所有的恒星和暗物质都是在很久以前构成,在曩昔的100亿年里几乎没有添加。根据这项新研讨,在大爆炸后大约30到40亿年,围绕着Mrk 1216中心构成了一个光环,或许说是一个模糊的暗物质球体。这个光晕被认为比星系中的恒星还要大,这样一个红金块星系的构成是今日所看到许多椭圆星系的典型特征。

 

 

可是,与Mrk 1216不同的是,当较小星系在国际时间内与它们合并时,大多数巨大的椭圆星系继续逐步变大。研讨报告的撰写者之一、加州大学欧文分校的艾伦·巴斯说:在相对较近的当地看到Mrk 1216等细密椭圆星系中,恒星的年岁和密度供应了第一个关键依据,证明它们是远距离观测到“赤色金块”的后代。这儿看到的暗物质光晕证明了这一点,此前,天文学家估计mrk1216中的超大质量黑洞比预期更大。

 

 

可是,这项最新研讨得出的结论是,黑洞质量或许不到太阳质量的40亿倍。这听起来许多,但对于像mrk1216这样大的星系来说,它的质量或许并不大。研讨人员还寻找了星系中心超大质量黑洞迸发的痕迹。他们在高温气体中发现了一些空泛,相似于在其他大质量星系和英仙座星系团中发现的空泛,但需求更多数据来证实它们的存在。mrk1216数据也供应了关于暗物质的有用信息,因为暗物质从未被直接观测到,一些科学家质疑它是否存在。

 

 

在这项研讨中,Buote和Barth用标准“牛顿”引力模型和一种被称为修改牛顿动力学(modified Newtonian dynamics,简称MOND)的替代理论说明了钱德拉星系数据。结果表明,这两种引力理论都要求在mrk1216中心有相同数量的暗物质,有效地消除了MOND说明的必要性。在未来,科学家期望进一步研讨暗物质的性质,暗物质在mrk1216中心的布满堆积,或许为猜测不那么会合的暗物质非标准理论供应了一个风趣的测验,比方暗物质粒子通过引力以外的其他方法相互作用。其研讨发现宣布在《天体物理学》上。

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