天文學家首次通過測量證實銀河系自轉速度正在減慢

近三十年來，有理論曾預測銀河系自轉速度正在減慢，但並沒有得到實證。銀河系有一個由幾十億顆恆星組成的棒旋結構，數據和分析發現，自這個棒旋結構誕生以來，它的自轉速度下降了四分之一。這是人類第一次通過測量對銀河系自轉速度減慢加以證實，天文學家認為，該測量結果為暗物質研究提供了新的認知，且很可能正是暗物質使到銀河系自轉速度減慢。

英國牛津大學、倫敦大學等機構研究人員利用蓋亞（Gaia）太空望遠鏡，對銀河系棒旋結構的一組恆星：武仙座星流（Hercules stream）進行數據分析。這組恆星的運動與棒旋結構產生共振，保持和棒旋結構相同的速度圍繞銀河系中心運動。由於武仙座星流處在拉格朗日點（Lagrange point），它也受到棒旋結構的重力所影響，這種情況下，如果棒狀結構的自轉速度下降，這些恆星便會逐漸遠離銀河系中心，以此才能和棒旋結構的自轉速度相配合。

研究人員發現，武仙座星流的恆星含有豐富的重元素（天文學所稱的金屬）可以證明它們正遠離銀河系中心，由於棒旋結構不斷減速，它們在向外圍移動，進一步數據及推斷顯示：這個由數十億顆恆星組成、相當於數兆個太陽質量的棒旋結構，自誕生以來它的自轉速度變慢了至少24%。

團隊認為，減速的原因很可能就是暗物質起了剎車作用。英國倫敦大學學院馬拉德太空科學實驗室（Mullard Space Science Laboratory）天文學家稱：「天體物理學家長期以來懷疑銀河系棒旋結構的自轉速度在不斷變慢，現在終於掌握了相關證據。棒狀結構自轉減速的原因是暗物質，此前天文學家通過測量星系的重力和可見物質重力的差值，去推測暗物質的存在，但此次研究則為未來提供了通過質量去了解暗物質全新手段。」

暗物質是理論上提出的大量存在星系中的一種不可見的物質，天文學觀測中發現的疑似違反重力的現象，可以在假設暗物質存在的前提下得到很好的解釋。

【圖：Pablo Carlos Budassi；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2021年4月19日出版的英國《皇家天文學會月報》