中法天文學家發現反駁矮星系中暗物質存在的證據


過去,天文學屆普遍認為矮星系中恆星的運動速度完全是由其自身的引力驅動的,並由此推斷暗物質存在於矮星系中,而且比率遠遠大於其可見物質。不過近期由中國和法國天文學家組成的硏究團隊提出證明,如果矮星係是第一次進入銀河系的重力場,銀河系的潮汐重力可以嚴重地破壞矮星系的穩定性,並直接控制其中恆星的運動速度,正如我們所觀測到的。而這個過程不需要暗物質參與。這個觀點的雛形很早就被一些天文學家意識到了,但是沒有受到太多重視。大部分研究者只是簡單的認為這些矮星系在幾十億年前就存在於銀河系的暈中。此外,這個新的觀點與最近幾年發現的大小麥哲倫雲是第一次闖入銀河系的事實完全吻合。這些都支持著銀河系的潮汐重力確實影響了矮星系中恆星的運動。

這個全新的觀點完整地解釋了矮星系的重力質量和銀河係對其施加的重力高度相關的事實;並且指出,在知道矮星係到銀河系的距離以及他們的大小情況下, 恆星沿視線方向的運動速度可以準確的計算出來。這些矮星系墜入銀河系的物理過程極有可能是這樣的:在他們接近銀河系之前(大約十億年前),這些矮星系中存在著大量的氣體。當他們進入銀河系的範圍後,由於其高速運動,矮星系的氣體受到了銀河系暈中非常高溫的熱氣體的壓力。在矮星系穿越銀河系暈的過程中,熱氣體的壓力快速剝離了矮星系中的氣體,導致剩餘的恆星結構徹底瓦解,進入極不穩定的膨脹過程,隨後被銀河系的重力場所控制,最終出現了我們觀測到的現象。

此研究成果不僅可以解釋銀河系的矮星系,也適用於仙女座大星系中的矮星系,因此我們必須對矮星系中暗物質重新認識。

【圖、文:節錄自中國科學院國家天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文將登在6月14日出版的《天體物理學報》

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