2015年2月24日 星期二

科學家首次在銀河系最內側發現暗物質證據

北京時間2月11日消息,據英國每日郵報報道,充斥宇宙的暗物質很難被觀測到是因為除了通過引力,它幾乎不會與正常物質發生相互作用。自20世紀70年代起,科學家們就發現了其它星系裡這種難以捉摸的物質的證據,這主要是通過測量氣體和恆星的旋轉速率獲得。而現在,科學家們利用相同的技術首次提供了銀河系最內端暗物質的證據。


旋轉曲線示蹤劑

圖中顯示的是所謂的「旋轉曲線示蹤劑」,它常被用作銀河系銀盤的圖片。這一示蹤劑以藍色和紅色顯示,這主要是由它們相對太陽的相對運動所決定的。球形對稱的藍色光暈顯示了科學家們懷疑存在的暗物質。

測量氣體和恆星的旋轉速率使得天文學家可以有效地「稱重」宿主星系並確定它的整體質量。這些測量顯示了可見物質只解釋了整體物質的一小部分——主導物質是暗物質。將這一技術應用於銀河系是可能的,眾所周知銀河系外圍部分存在暗物質。

在此之前,科學家們一直認為將這一技術應用於銀河系最內部區域是非常困難的,後者大約10萬光年寬。現在慕尼黑理工大學的科學家發現了銀河系最內部——包括包括地球所處的位置和我們自身的「宇宙鄰居」——裡暗物質存在的直接觀測證據。

銀河系最內端暗物質的證據

他們首先創造了對有關銀河系氣體和恆星運動已發表的測量結果的最完整匯編。然後他們對比了測量到的旋轉速率以及假設星系裡只有最明亮物質存在時的旋轉速率。對比結果清晰的顯示了無法解釋測量到的旋轉速率,除非我們周圍、我們之間以及星系中央存在大量暗物質。「我們知道銀河系需要暗物質來保證恆星和氣體以我們觀測到的速率旋轉。」 帶領進行這項分析的慕尼黑理工大學的米格爾•帕特(Miguel Pato)博士這樣說道。

「然而,我們依然不知道暗物質是由什麼組成的。這是我們所處的時代面臨的最重要的科學問題之一。」科學家們表示借助未來的天文觀測,這一方法將能夠以前所未有的精度測量銀河系裡暗物質的分布。「這將促進我們改進對銀河系結構和進化的理解。」 帕特博士這樣說道。「而這將進一步刺激全世界各地展開搜尋暗物質粒子的實驗。」

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