神出鬼没的暗物质

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Aug 23, 2007, 9:17:59 PM8/23/07
to 宇宙信息
天文学家们最近在碰撞的星系团中,发现了一个暗物质核不属于任何星系,对暗物质的性质又有了新的认识。
星系团包含三种成份:由数十亿颗恒星构成的星系、星系之间的热气体以及暗物质。暗物质占了星系团质量的大部分,但却只能通过引力作用间接观
测到。我们用光学望远镜看到来自星系的星光,并根据星光的细微弯曲来推断暗物质的位置(引力透镜和光线弯曲),而热气体发出的X射线辐射则能被像钱德拉
这样的X射线望远镜捕捉到。
经过数十年的观测,目前天文学上一般认为暗物质和普通的星系物质是混杂在一起的,即便是在星系团发生碰撞时,也很难分开,就像著名的"子弹
星系团"那样。但是,当"钱德拉"和莫纳克亚山上的8米级望远镜一起聚焦到阿贝尔520星系团上时,我们看到的却是一幅令人疑惑的图像:一个暗物质核心
的确存在,也被大量热气体环绕着,但是其周围却不见普通星系的踪迹。就好像普通星系被这个暗物质核心驱散得远远的了。暗物质的这种奇怪行为尚是首次被发
现,给本已迷雾重重的暗物质研究又增添了一个新的未解之谜。同时,除了这个暗物质核心,也发现了一片发光区域,这里聚集着一群星系,但是却几乎没有暗物
质的芳踪。在这个星系团中,暗物质看来是和普通星系"分居"了。
以现有理论看来,这种现象简直不可思议!一般认为,暗物质的引力作用是保持星系团中的星系不四散开来的关键因素,但现在却发现它和这些星系
根本早就"劳燕分飞"了,实在让人费解。在子弹星系团中,由于碰撞,两个星系团里的气体速度减慢了,但星系和暗物质未受影响。而在阿贝尔520中,星系
未受影响,但相当一部分暗物质却和气体一样因碰撞而减速了,和气体一起留存在了星系团的中间。
天文学家们提出了两种解释:星系在与暗物质的复杂引力过程中,就像扔铁饼似的被"甩"到了一边,不过通过计算机模拟,他们发现并没有足够
的"甩"力能造成这么大的距离;第二就是暗物质粒子除了引力作用之外,可能还有我们不知道的新的相互作用力,影响了它们的整体分布。如果这个推论正确,
那么关于暗物质的理论将面临着完全改写的命运,不过尴尬的是,这个假设和子弹星系团里看到的情景不符。天文学家们正借助于钱德拉和哈勃空间望远镜做进一
步研究。
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