银河周围发现大量卫星星系 暗物质理论受挑战

腾讯科技新闻据国外媒体报道，科学家们通过最新研究发现，在我们的银河系周围有一个巨大的卫星星系和星团的“结构”，它们围绕着这个“结构”运动。天体物理学家对这一发现感到非常惊讶，因为这样一个巨大的结构从理论上讲会给暗物质带来麻烦。暗物质作为宇宙中一种极其神秘的物质，只能通过重力效应间接探测到，更不用说直接通过可见光了。科学家认为暗物质占整个宇宙质量的23%。这一发现是对暗物质存在的最新观察研究，揭示了暗物质分布的特征。但是就在上周，天文学家宣布在太阳附近的太空中没有发现暗物质。根据目前公认的理论，暗物质应该存在于那里，但事实恰恰相反。波恩大学的天文学家MarcelPawlowski领导的团队希望揭示银河系周围暗物质的分布。他们收集了大量银河系周围空间的图像和其他数据。从20世纪的摄影胶片材料到目前最先进、覆盖面最广的斯隆数字天空测量公司拍摄的图像，他们重建了银河系周围卫星星系的具体信息。研究小组调查了银河系周围大约20个卫星星系，包括一些矮星系和球状星团，发现它们分散在一个相对完整的平面上，与银盘形成一个不偏不倚的角度。对此，波恩大学的天文学家、该研究的共同作者之一帕维尔克鲁帕认为，从目前的理论来看，这一现象完全违背了我们先前对暗物质的理解。如果我们朝任何一个方向看，我们应该能在银河系中找到一些卫星星系。这是因为目前的星系形成和演化模型是基于暗物质的存在，暗物质预测银河系周围的伴星系起源于许多不同的方向，并最终在银河系周围的空间形成球状分布。然而，帕维尔·克劳斯帕认为这一发现意味着在这个空间里没有暗物质。这是宇宙学中的“混沌”吗？根据目前的标准星系形成理论，暗物质可以被视为重力的“支持物”，在这个框架内稳定正常物质，并在早期宇宙中演化出星系。当像银河系这样的大星系形成时，根据标准的星系演化模型，剩余的“物质”将均匀地形成数百个小卫星星系，并将围绕中心主星系。为了解释银河系周围卫星星系的奇怪分布，波恩大学的研究人员认为，银河系在110亿年前曾与附近的一个星系相撞。这个观点可以用来解释为什么一些卫星星系非常古老。参与这项研究的天文学家鲍洛夫斯基认为，根据这个想法，银河系从其他星系“吸取”物质，并收集重力作用下碰撞产生的碎片，从而形成矮星系和球状星团。这是我们现在看到的银河系的卫星星系。从那以后，残余物质在运行过程中形成了一个围绕银河系旋转的圆盘。波恩研究小组声称，研究结果将对星系形成的暗物质模型带来沉重的打击，因为该理论表明在星系形成过程中不需要暗物质理论，因此我们将不得不彻底地重新思考宇宙学。可以说，现在的宇宙论基本上是“一场毁灭”。尽管这项研究给暗物质理论带来了沉重的打击，但该理论并非毫无价值，其他天文学家也不愿意放弃关于暗物质在星系形成和演化中作用的研究成果。据贝灵汉西华盛顿大学的天文学家肯尼斯称，尽管这项研究具有代表性，但它过早地否定了暗物质在星系演化中的作用。星系形成是一项非常困难的研究。我们还不知道详细的信息，一些详细的发现可能成为解决问题的关键，并最终揭示为什么银河系中的卫星星系分布如此不寻常。尽管暗物质模型的介入可能被证明是错误的，但这些矮星系的神奇排列更有可能是一个谜。根据佛罗里达大西洋大学的天文学家SukanyaChakrabarti的说法，我们也需要对重写星系形成模型的新研究持怀疑态度。她还认为星系碰撞假说可以用来解释银河系周围卫星星系奇异的平面分布。然而，这个模型不能解释为什么目前在卫星星系中存在某种引力行为。如果它们有更多的可见质量，那么我们可以用可见物质来解释它。这意味着一个主要原因:科学家认为暗物质存在于卫星星系附近。不管暗物质是否在星系的形成和演化中发挥作用，佛罗里达大西洋大学的天文学家查克拉·巴蒂认为有一点是肯定的:暗物质的分布会导致总质量的增加。参与这项研究天文学家帕维尔·克劳斯帕反驳说，星系的形成、演化和行为不是问题，因为这一现象已经被其他引力理论多次证明，例如牛顿动力学，它可以完美地描述星系的行为，包括卫星星系的行为。由于牛顿动力学是一个修正的理论，其基本理论是牛顿引力理论，其支持者认为恒星和星系的运动可以用牛顿动力学来解释，但其应用范围不包括暗物质。然而，天文学家查克拉·巴蒂说:“我并不惊讶于目前的暗物质模拟不能用来解释银河系卫星星系的异常行为。”然而，暗物质模拟在宇宙大尺度结构的演化中表现良好。显然，当我们用这个模型来解决星系尺度问题时，它会变得不可靠，因为星系尺度结构涉及到更多的变量，而且变量之间存在着相互作用。随着时间的积累，各种未知效应将被放大到足以影响模拟结果。查克拉·巴蒂补充道:“如果你忽略这些问题，用暗物质模型在星系尺度上进行模拟，得到非常详细的分析，比如计算银河系中所有卫星星系的分布，看似无关的变量将导致测试结果的偏差。目前对星系形成和演化的模拟还不完整，但这并不意味着暗物质干涉理论不是一个可行的概念。”这项研究的详细结果将发表在最新一期的皇家天文学会月报上。