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天文學家發現由重子物質主導的奇特矮星系

  中國科學院國家天文臺等單位的研究人員發現,在近鄰宇宙有一類特殊的矮星系,在其幾萬光年半徑內,主要由重子物質構成,暗物質只占其中一小部分。這與目前在標準宇宙學模型下的矮星系形成理論預言相違背,對冷暗物質的假設提出質疑,對經典的矮星系形成理論提出挑戰。相關研究成果于11月26日在線發表于《自然·天文》雜志上。

  在以暗能量和冷暗物質主導的標準宇宙學模型下,星系在暗物質暈中形成和演化。在大質量的系統中,重子比例可達到宇宙的平均值,這一比例隨著暗暈質量的減小迅速降低?!壩捎詰橢柿肯低呈恐刈擁哪芰Ρ冉先?,在矮星系系統中,通常認為其重子物質含量相對于暗物質是非常少的,這也在銀河系和本星系群的衛星星系中得到證實。不同于大的星系,在這些衛星星系中,即使在其幾千光年半徑內,都是暗物質主導的?!敝鋅圃汗姨煳奶ㄑ芯吭憊檔?。

  然而,研究發現了一類特殊的矮星系,不同于以往的觀測數據和數值模擬的預言結果,這些矮星系在中性氫覆蓋的區域(幾萬光年)都是由重子物質主導的。在典型的矮星系系統中,在該尺度上的暗物質質量是重子物質質量的十到幾百倍。特別是,研究發現的這類矮星系大部分是孤立系統,并不會受到外界環境的影響。目前,在標準宇宙學模型下,還沒有任何理論或者數值模擬能夠解釋這類星系的形成。

  郭琦表示,這一發現對標準宇宙學模型,以及該模型下的星系形成理論提出了重大質疑,促使人們重新審視暗物質的本質,溫暗物質或者絨毛暗物質模型或許更易于解釋此類矮星系的形成。

  新發現的奇特矮星系之一—— UGC7920。圖片來源:DECaLS-DR8

  責任編輯:常雯宜