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暗物質超少 銀河系質量只有預期的20%

2023年10月11日 0:49 PDF版 分享轉發
銀河系
超少,質量只有預期的20%(pixabay)

希望之聲2023年10月10日】(記者謝伯壺綜合報導) 最新研究發現,我們居住的銀河系實際質量可能只有以前估計的1/5,這代表銀河系缺乏暗物質,也讓感到迷惑。

利用蓋亞(Gaia)望遠鏡的數據,家描繪出銀河系中18億顆恆星的地圖,並估計銀河系的總質量僅為太陽的2000億倍。這隻有之前估計的20-25%,原本專家認為質量應為太陽的8900億至1萬億倍之間。

最新研究發現,我們居住的銀河系實際質量可能只有以前估計的1/5(Gaia)
最新研究發現,我們居住的銀河系實際質量可能只有以前估計的1/5(Gaia)

到目前為止,專家認為充滿宇宙的暗物質,至少是普通物質的6倍,也就是占約85%。但這項新研究顯示,後者實際上可能占所有物質的三分之一,因為大多數天文學家都認為它相當於大約6億個太陽的質量。

這種巨大的差異,也讓科學家們對這一發現抱持謹慎態度,因為它「與以前的許多研究背道而馳」。

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「如果我們銀河系的質量真的像這項研究所顯示的那樣小,那就必須解釋為何以前估計的質量會那麼大,」倫敦大學學院的安德魯·龐岑(Andrew Pontzen)教授說。

這一發現或許會讓人們改變對銀河系130億年歷史的理解,因為它可能表明銀河系與其他星系的碰撞,比一些星系要少。

根據巴黎領導的國際天文學家團隊估計,銀河系的絕對質量上限在5400億個太陽左右。

來自巴黎天文台的研究人員弗朗索瓦·哈默(François Hammer)博士表示,研究團隊對這個發現感到「非常驚訝」。

哈默解釋了天文學家如何通過觀察所謂的旋轉曲線來計算我們銀河系的品質:

從本質上講,銀河系是一個由1000億到4000億顆恆星組成的旋轉螺旋,科學家們認為這些恆星被暗物質所包圍著。因此,蓋亞數據雖然只是恆星總數的一小部分,但足以計算出精確的旋轉曲線。

它揭示了銀河系的曲線與其他大型不同,因為它不是平坦的。

在1970年代,現代天文學的重大突破之一是其他大型星系的旋轉速度比所謂的開普勒衰落(Keplerian decline)的預期要快得多。這一發現導致了一種理論,即大型螺旋星系必須被暗物質包圍。

開普勒衰落(網路截圖)
開普勒衰落(網路截圖)

然而,隨著銀河系的出現,銀河系盤周邊的旋轉曲線開始迅速減小。專家發現恆星的軌道速度比預期的慢,距離其中心50,000光年,這顯示並不存在暗物質的一些引力。

研究人員表示,這個發現「非常特別」,並解釋說銀河系的「旋轉彎曲」可能是由於銀河系較平靜的歷史所產生。一般其他螺旋星系的平均合併時間為60億年,而銀河系最後一次重大合併則發生在大約90億年前。

團隊的這項新發現,也將刊登在《天文學與天體物理學》雜誌上。

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