星系形成的關(guān)鍵物質(zhì)是啥？確認(rèn)這類星系是否常態(tài)很重要

在深邃浩渺的宇宙，除了恒星、塵埃、氣體，還有一種物質(zhì)如幽靈般存在：暗物質(zhì)。雖然對(duì)其特征知之甚少，但科學(xué)家通過長(zhǎng)期研究認(rèn)為，每個(gè)星系都含有暗物質(zhì)。

然而，這一認(rèn)知一再被顛覆。日前，耶魯大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)布一項(xiàng)研究稱，他們發(fā)現(xiàn)了第二個(gè)沒有暗物質(zhì)的星系NGC1052-DF4。去年，耶魯大學(xué)天文學(xué)家皮埃特·范多克姆團(tuán)隊(duì)稱，他們發(fā)現(xiàn)了首個(gè)沒有暗物質(zhì)的星系。

這兩個(gè)沒有暗物質(zhì)的星系如同不速之客，讓人錯(cuò)愕的同時(shí)也引起議論紛紛：來者何意?

星系形成的關(guān)鍵物質(zhì)

1932年，天文學(xué)家弗里茲·扎維奇最早提出證據(jù)并推斷暗物質(zhì)的存在。

“在多年觀測(cè)中，我們也發(fā)現(xiàn)，發(fā)光物質(zhì)產(chǎn)生的引力不足以解釋星系的引力為何那么大，所以可能存在一些不發(fā)光物質(zhì)，即暗物質(zhì)。”中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)解釋道，暗物質(zhì)在星系的形成過程中具有很大作用，因?yàn)榘滴镔|(zhì)能把周圍的物質(zhì)吸引過來，進(jìn)而形成星云、恒星等。

研究表明，在構(gòu)成宇宙的總物質(zhì)中，普通物質(zhì)占4.9%，暗物質(zhì)占26.8%，暗能量占68.3%。暗物質(zhì)就像星系的骨架，沒有暗物質(zhì)的星系注定被當(dāng)作怪物一般被審視。

暗物質(zhì)可能被撞飛了

去年，首個(gè)無暗物質(zhì)星系NGC1052-DF2被發(fā)現(xiàn)時(shí)，加州大學(xué)歐文分校天體物理學(xué)家詹姆斯·布洛克表示，推翻原有理論為時(shí)過早。

布洛克解釋道，NGC1052-DF2星系正圍繞另一個(gè)星系旋轉(zhuǎn)，它可能與其他星系一樣，曾經(jīng)有很多暗物質(zhì)，但鄰近的星系把它的暗物質(zhì)帶走了。

此前有研究稱，與其他物質(zhì)相互作用時(shí)，星系中的普通物質(zhì)和暗物質(zhì)容易發(fā)生分離。比如兩個(gè)星系相撞時(shí)，氣體通常借此機(jī)會(huì)“抱作一團(tuán)”，但暗物質(zhì)卻“輕飄飄”地飛走了，暗物質(zhì)飛走后，就留下一團(tuán)沒有暗物質(zhì)的氣體。無暗物質(zhì)星系可能由此而生。

為何氣體會(huì)連在一起，暗物質(zhì)卻被撞飛呢?陳學(xué)雷解釋道：“氣體之間有壓強(qiáng)，暗物質(zhì)之間沒有壓強(qiáng)只有引力，相互作用很微弱。在這種情況下，兩個(gè)星系或者星系團(tuán)撞在一起時(shí)，暗物質(zhì)和氣體物質(zhì)就很容易分離。但還沒有看到兩者徹底分開的現(xiàn)象。”

陳學(xué)雷告訴記者，一般星系相撞時(shí)會(huì)留下像彗星尾巴一樣的痕跡，但耶魯大學(xué)團(tuán)隊(duì)這次沒有看到任何跡象。“這種現(xiàn)象很奇特。”他說。

確認(rèn)這類星系是否常態(tài)很重要

令人費(fèi)解的無暗物質(zhì)星系可能吐露著更多秘密。

研究者表示，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)沒有暗物質(zhì)的星系，就像發(fā)現(xiàn)第一個(gè)無暗物質(zhì)星系一樣令人興奮。這意味著，有更多無暗物質(zhì)星系出現(xiàn)的可能?；蛟S，長(zhǎng)久以來人們對(duì)星系形成的認(rèn)識(shí)還非常之淺。

對(duì)此，陳學(xué)雷強(qiáng)調(diào)，研究結(jié)果有待進(jìn)一步考證。“首先要明確的是，觀測(cè)本身是否可靠。因?yàn)榉N種因素都可能影響觀測(cè)結(jié)果。”

在確保觀測(cè)可靠的基礎(chǔ)上，科學(xué)家需要解釋清楚，這種現(xiàn)象形成的原因是什么。就像草原上一群黑白條紋的斑馬中，突然冒出來一只彩虹條紋的斑馬。我們必須搞清楚彩虹條紋斑馬的秘密，是基因突變還是一場(chǎng)惡作劇。

無暗物質(zhì)星系，就像這只彩虹條紋的斑馬。撥開其中的種種疑云，才能進(jìn)一步解讀宇宙留給人類的各種密語。

弄清楚無暗物質(zhì)星系是個(gè)例還是常態(tài)，至關(guān)重要。假如天體物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)更多類似星系，關(guān)于暗物質(zhì)的現(xiàn)有理論則不得不予以修改。

“悟空”暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星、中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室開展的暗物質(zhì)粒子探測(cè)都在試圖揭開神秘暗物質(zhì)給宇宙蒙上的面紗，研究者希望通過天文觀測(cè)來指導(dǎo)探測(cè)器設(shè)計(jì)。如果當(dāng)前理論被證實(shí)是錯(cuò)誤的，那么這也會(huì)影響到捕捉暗物質(zhì)粒子的實(shí)驗(yàn)策略。(代小佩)

關(guān)鍵詞： 星系 暗物質(zhì)