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哈勃繼續(xù)解開宇宙之謎,,失蹤的暗物質(zhì)和黑洞陰影

 老胡說科學 2021-05-10


暗物質(zhì)——星系形成和演化的關(guān)鍵成分,存在于任何觀測到的星系中,。NGC 1052-DF2被發(fā)現(xiàn),,這個星系丟失了大部分暗物質(zhì)。一年后,,距離地球4500萬光年的NGC 1052-DF4星系被發(fā)現(xiàn),,它也丟失了大部分暗物質(zhì)。
暗物質(zhì)約占宇宙物質(zhì)的85%,,占總體質(zhì)量-能量密度的25%,。由于它不以可觀察的方式與電磁場相互作用,也似乎不以任何方式與電磁輻射相互作用,,因此它不容易被探測到,。因此它被稱為“暗物質(zhì)”。
它存在的證據(jù)來自觀測到的星系和萬有引力定律,,這表明星系在可見質(zhì)量的情況下會遠離,,不會像現(xiàn)在這樣運動,除非有一種看不見的物質(zhì)(暗物質(zhì))大量存在。暗物質(zhì)存在的其他間接證據(jù)包括引力透鏡和宇宙微波背景觀測,,觀測到的宇宙結(jié)構(gòu),,以及星系碰撞時的質(zhì)量位置。
就像科學中大多數(shù)方面缺乏直接觀測一樣,,存在著其他理論來解釋星系的形成,、移動和相互作用。
然而,,一項關(guān)于NGC 1052-DF4星系如何丟失大部分暗物質(zhì)的研究揭示了其潛在機制的有力證據(jù),。利用哈勃太空望遠鏡的高分辨率光學成像能力,該團隊能夠觀察到來自鄰近更大質(zhì)量星系NGC 1035的潮汐干擾,。
澳大利亞新南威爾士大學的米瑞亞·蒙特斯博士領(lǐng)導了這一研究團隊,,他說:“我們用哈勃望遠鏡從兩方面發(fā)現(xiàn)了NGC 1052-DF4正在經(jīng)歷相互作用。這包括研究星系的光和星系球狀星團的分布,?!?/section>
球狀星團(圍繞母星系核心運行的星系外的球狀星團)被認為是在母星系恒星密集形成期間形成的。它們體積緊湊,,高度發(fā)光,,并作為其宿主星系的屬性跟蹤器。簡單地說,,球狀星團是其所在星系屬性的較小版本,,因此可以很容易地觀察到大星系內(nèi)部正在發(fā)生的事情。
哈勃望遠鏡的光學數(shù)據(jù)還得到了西班牙加那利群島10.4米高的“Gran Canarias”望遠鏡(GTC)的補充,。利用哈勃望遠鏡的高分辨率,,我們可以識別球狀星團,然后利用GTC測光法,,我們可以獲得物理性質(zhì),。
通過綜合觀測,該團隊看到NGC 1052-DF4的球狀星團被更大質(zhì)量的NGC 1053星系拉離,。這一切都指向了潮汐破壞首先“剝離”了暗物質(zhì),,因為它是最容易被移除的物質(zhì),這導致了現(xiàn)在所看到的ngc1052 - df4中剩余物質(zhì)的逐漸分解(即“剝離”),。
目前的估計顯示,,該星系7%的恒星質(zhì)量位于這些逃逸的潮汐中。隨著時間的推移,,NGC 1052-DF4將會被NGC 1035附近的大星系吞噬,,至少它們的一些恒星將會漂浮在太空深處。這個發(fā)現(xiàn)將現(xiàn)有的關(guān)于星系如何形成和演化的知識與最有利的宇宙學模型相一致,。在銀河系的尺度上,,哈勃的觀測還揭示了黑洞前所未有的細節(jié),特別是它們所能投射出的陰影,。
考慮到黑洞的性質(zhì),,陰影和黑洞似乎是不一致的,但這正是加利福尼亞的業(yè)余天文學家朱迪·施密特在對哈勃公共檔案館的圖像進行再處理時發(fā)現(xiàn)的,。
從IC 5063星系中心伸出36000光年的陰影在最初的曝光中是看不見的,。
太陽系的軌道距離銀河系中心25000到27000光年。
但當朱迪開始改變圖像的對比,,尋找藝術(shù)靈感時,,黑洞的影響變得明顯起來?!拔也恢浪鼈冊谀抢?,甚至在我處理完之后,我還是不停地眨眼睛,?!敝斓险f。
她把這張照片發(fā)布到推特上,,馬薩諸塞州劍橋哈佛史密森天體物理中心的彼得·馬克西姆博士看到了這張照片并產(chǎn)生了興趣,。彼得已經(jīng)在分析哈勃拍攝的照片,這些照片是由這個星系的黑洞產(chǎn)生的過熱氣體產(chǎn)生的強大的光噴流,。彼得參與了關(guān)于“黃昏光線”的帖子和辯論,,并帶頭進行了進一步的研究。
利用哈勃高級巡天相機和3號廣角相機的數(shù)據(jù),,彼得和他的團隊確定這些射線確實來自銀河系的核心,。根據(jù)彼得和他的團隊提出的理論,一些光線照射到光環(huán)的密集區(qū)域,,將光環(huán)的陰影投射到太空中,。這些陰影看起來像深色的手指形狀,夾雜著來自沒有被環(huán)面遮擋的光線的明亮光線,。 
這些光束和陰影是可見的,,因為黑洞和它的環(huán)相對于星系的平面是傾斜的,這樣的對齊使得光束可以延伸到星系之外,。
“我最興奮的是環(huán)面陰影的想法,,因為這是一個很酷的效果,我認為我們以前在圖像中從未見過,,盡管它是假設(shè)的,,”彼得說?!皬目茖W上講,,它向我們展示了一些很難直接看到的東西,。我們知道這種現(xiàn)象應(yīng)該會發(fā)生,但在這種情況下,,我們可以看到整個星系的影響,。”
他說:“我們希望繼續(xù)調(diào)查,,如果其他科學家也試圖通過新的觀察和建模來驗證我們的結(jié)論,,那就太棒了?!薄斑@個項目需要新的數(shù)據(jù),,因為它提出的問題比它解決的問題要多?!?/section>



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