《自然天文學》:中國科學家在銀河系周圍發現近二十個矮星系 ...( 二 )


據郭琦介紹,這種特殊矮星系的發現對標準宇宙模型和該模型下的星系形成理論提出了重大挑戰,這將促使人們重新審視暗物質的性質——溫暖暗物質或模糊暗物質模型可能更容易解釋這種矮星系的形成 。另一方面,極端條件下的重子過程也提供了一種可能的解釋 。然而,回答這些問題需要用更先進的望遠鏡進行進一步的觀察和研究 。
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據光明 。com:11月26日凌晨,國際科學雜志《自然·天文學》在線發表了中國天文學家的一項重要發現:他們發現鄰近宇宙中存在一種特殊的矮星系,它們都是以數萬光年半徑內的重子為主,暗物質只占其中的一小部分 。這與標準宇宙學模型下矮星系形成的理論預測相悖,從而質疑冷暗物質的本質,挑戰經典矮星系形成理論 。這項工作由中國科學院國家天文臺研究團隊牽頭,北京大學和清華大學研究團隊共同完成 。
在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 。在大質量系統中,重子比可以達到宇宙的平均值,并且這個比值隨著暗暈質量的減小而迅速減小 。由于低質量系統束縛重子的能力較弱,在矮星系中,一般認為重子含量相對于暗物質非常少,這一點在我們銀河系的衛星星系和本星系群中也得到了證實 。與大型星系不同,這些衛星星系即使在半光半徑內也是由暗物質主導的 。遺憾的是,由于矮星系的光度非常暗,目前對矮星系動力學的研究只能局限在非常近的宇宙中,而且大部分都在本星系群內或周圍 。
以中國科學院國家天文臺研究員郭琦為首的研究團隊,結合斯隆數字光學巡天和阿雷西博中性氫巡天的結果,首次對本星系群以外的矮星系動力學進行了統計研究 。他們發現了一種特殊的矮星系,這種矮星系不同于以往的觀測數據和數值模擬預測 。這些矮星系在HI覆蓋的區域內由重子物質主導 。氫的中性覆蓋區域通常是幾萬光年 。在一個典型的矮星系系統中,這個區域的暗物質質量是重子物質的十到幾百倍 。特別是他們發現的這些矮星系大多是孤立系統,不會受到外界環境的影響 。目前,在標準宇宙模型下,還沒有理論或數值模擬來解釋這類星系的形成 。
這一發現對標準宇宙模型以及該模型下的星系形成理論提出了重大挑戰,促使人們重新審視暗物質的性質——暖暗物質或模糊暗物質模型將更容易解釋這類矮星系的形成 。另一方面,極端條件下的重子過程也提供了一種可能的解釋 ?;卮疬@些問題需要更先進的望遠鏡的進一步幫助 。
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