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欧洲航天局盖亚号航天器拍照的银河及其周围星系的全景图。盖亚具体的三维星图提醒了银河系内部和周围的躲藏结构,为咱们了解银河系的前史和暗物质的性质供给了新的头绪。来历: ESA, Gaia and DPAC (CC BY-SA 3.0 IGO)

自从2013年发射以来,欧洲航天局(European Space Agency)的盖亚(Gaia)航天器就被标榜为一项注定要改动咱们对银河系知道的使命。盖亚的首要使命是盯梢10多亿颗恒星的方位、运动、亮度和色彩,其首要意图是创立一个动态的银河系三维地图,这个地图将成为未来几代银河系制图的规范。

但随着该使命上一年4月发布的最新数据目录,地理学家还在使用盖亚的准确测绘来推断出更多关于奥秘暗物质的性质。“盖亚是为了丈量咱们星系的结构而缔造的,”哥伦比亚大学的地理学家凯瑟琳约翰斯顿(Kat保济丸hryn Johnston)说,她一向在研讨盖亚星系的新数据:“但第一个要害和最令人兴奋的成果却与星系结构mod,小米4-ope体育官网_ope体育滚球APP_ope体育在线注册底子无关——与预期中的星系结构不同,这些成果与世界中的那些反常有关。”

像大多数大型星系相同,银河系也是经过同类吞并的方法生长起来的,即吞噬那些不幸的小街坊——其间的一些还正在被“消化”,慢慢地融入咱们银河系的干流结构中。在盖亚最新发布的数据中,这些来自银河系吞并的残羹剩饭都以引力摄动结构的方式呈现,如恒星流、碎片场和超漫射矮星系——每一个都与盖亚的准确丈量所预备提醒的暗物质相关。

在某些方面,这些研讨与20世纪30年代初次提醒暗物质存在的研讨简直没有什么不同。地理学家观察到恒星以比预期快得多的速度在其他星系的外围旋转,这些恒星好像不仅只遭到星系可见物质(恒星、气体和千年尘土)的团体引力的影响,而且还遭到周围不行见物质“晕”的影响。经过几十年的进一步研讨,简直一切星系都被证明嵌套在这样的暗物质晕中,这些暗物质晕的延伸间隔是星系中最远恒星的10倍。可是,暗物质在星系中的散布,尤其是向星系中心的散布,在很大程度上仍是不知道的。

揭开关于暗物质在银河系内的普遍存在更精细的细节,或许会回答银河系开始究竟是怎样构成的这个问题,然后查验研讨人员关于星系构成和进化的最佳模型。这些模型以为,星系是在引力扩大原始气体(这些原始气体充满了前期的世界)密度的细小动摇时构成的,这种动摇导致这些区ana域变得越来越密布,直到恒星、星系和星系团呈现。至关重要的是,这种现象还会使得密度更小的区域变得更小,然后导致许多区域无法构成恒星,可是,这些没有恒星的区书架域中依然含有大约1亿倍于太阳分量的暗物质。

星团和恒星流

这种暗物质团块从未被直接观测到过,但它们在星系外部的散布是一个十分重要的世界学猜想。发现这样的一个暗物质团将大大有助于证明咱们对前期世界的了解是正确的,这正是申论盖亚对银河系暗物质晕内恒星的观测或许给咱们供给的一个或许发现。mod,小米4-ope体育官网_ope体育滚球APP_ope体育在线注册暗物质晕中充满了球状星团(环绕咱们的星系运转的小而密布的陈旧恒星群)。

偶然,一个星系团会过于接近另一个星系团,导致它向星系的中心掉落。当它下坠的时分,星系中心对其前缘的引力要大于其对后缘的引力,将星团拉伸成数千光年长的恒星“潮汐流”。能够幻想,在从暗物质晕爬升下来的长期进程中,这样的恒星流能够与一个或多个暗物质团块相遇并彼此作用。普林斯顿大学的地理学家Adrian Price-Whelan说:“这些恒星流是测验小型暗物质亚晕(团块)存在的最有期望的方向之一。”Price-Whelan和哈佛大学地理学家Ana Bonaca一同挑选了盖亚的最新数据来寻觅张作琪这样的互动,他们专心于银河系最长、最陈旧的恒星流之一,GD-1恒星流,它一群被拉长的恒星,从银河系盘上方的暗物质晕中掉落下来。

盖亚航天器使得Price-Whelan和Bonaca能够自傲地区别那些归于GD-1的恒星和银河系远景里的恒星,并明确地提醒了恒星流中的多个缺口,以及人们此前从未见过一个新特性:一个像马刺相同的分支,它由于某种原因偏离了恒星流的主方向。恒星流中的单一缺口能够很简单地归因于与另一个球状星团的交互影响,可是多个缺口以及马刺异地恋怎样保持状的分支流显现恒星流现已与一个十分密布和紧凑的物体发生了磕碰,这个物体的质量在一百万到一亿个太阳质量之间,而这个质量范围恰恰与假定在银河系盘边际游走的暗物质晕质量类似。由Bonaca领导的一个研讨小组随后追溯了GD台 -1从银河系盘上爬升下来的轨道,在看似空无一物的太空中查找或许构成这些缺失和分支的其他物体。这个查找终究无功而返,所以现在来看,暗物质是最有或许的答案。Johnston说:“作者们现已令人信服地证明,这种马刺状的分支能够归因于一团看不见的暗物质,这个暗物质团以某种速度快速地经过了这个恒星流,并歪曲了它的本来沪碟汇味馆途径。理论上,这些暗物质团块能够以如此大的质量存在,但这是迄今为止咱们发现它们存在的最令人信服的依据。”

涣散的矮星系

GD-1恒星流坐落银河系盘的正上方,所以它很简单就能够被观察到的,但研讨人员使用盖亚在银河系远端这个最难研讨的范畴之一发现了另一个古怪的结构(从咱们太阳系的视点来看,银河系远端坐落银河系恒星稀少的那一边)。台湾地理与天体物理研讨所(Institute of Astronomy and Astrophysics)的地理学家加布里埃尔托雷巴(Gabriel Torrealba)与搭档们一同使用盖亚的数据,透过银河系盘寻觅坐落银河系远端此前不知道的卫星星系(盖亚精细的丈量使研讨小组能够辨认并挑选出盘内的恒星群,扫除盘外的恒星群)。他们发现的是Antlia 2(Ant 2)——迄今为止在银河系发现的最达叔街头涣散的卫星星系。

Ant 2被称为“鬼魂星系”,它的亮度比相同巨细的其他卫星星系要昏暗三倍,但规古牧模比现在已知的大多数暗星系都要大。Ant 2的恒星十分涣散,就连地理学家都很难解说它的存在。约翰斯顿说:“Ant 2是适当的出其不意,对这样一个涣散的星系能够在银河系周围存活下来我感到十分惊奇。”在企图了解Ant 2是怎样构成的进程中,Torrealba和他的团队将注意力转向了Ant 2的潜在暗物质数量。

卫星星系被以为是嵌入在它们自己的暗物质晕中,当卫星星系落入一个更大的星系,如银河系时,这些暗物质晕应该会逐步从外部被剥离出来。Torrealba和他的搭档们置疑Ant 2之所以如此的涣散是由于它极度缺少暗物质;假如这是真的话,再加上Ant 2在咱们星系外围的方位,这标明这个鬼魂般的星系或许现已绕野比大雄的生化危机着银河系转了好几圈,而且在前期的时分,它的大部分暗物质就现已被剥走了,所以和平猴魁它现在正处于被银河系吸收的终究阶段。Torrealba猜想,它将鄙人一次绕银河系运转中彻底崩溃。

Ant 2在表面上缺少暗物质,这关于那些期望经过引力mod,小米4-ope体育官网_ope体育滚球APP_ope体育在线注册彼此作用以外的方法来勘探暗物质的试验人员来说是一个额定的收成。例如,暗物质物理特性的首要理论以为暗物质是由设想的弱彼此作用大质量粒子(WIMPs)组成的。假如大质量弱彼此作用粒子在世界的某个当地彼此磕碰的话,它们应该会在开释伽马射线的能量迸发中湮灭。Torrealba和他的搭档们以为,掠夺了暗物质的Ant 2愈加缺少的恒星和气体(这些恒星和气体能够经过各种更为传统的天体物理进程发生伽马射线),所以假如咱们能够观察到任何来自这个鬼魂星系的伽马射线的话,那么这些伽马射线就能够归因于暗物质。把这个扩展到其他最近发现的超分散星系,咱们或许会发现它们一起构成了一个新的、史无前例的“勘探器”,用于寻觅WIMPs和其他各式各样的假定暗物质粒子。

碎片场

走运的是,咱们或许不用为了验证咱们的暗物质假说而远眺整个银河系。多亏了盖亚最近mod,小米4-ope体育官网_ope体育滚球APP_ope体育在线注册在银河系中发现的一个更陈旧的星系兼并,咱们能够在我mod,小米4-ope体育官网_ope体育滚球APP_ope体育在线注册们自己的“街坊”中寻觅暗物质的痕迹,也便是咱们太阳系地点星系盘的这一部分。

就在一年多前,剑桥大学(University of Cambridge)的地理学家瓦西里贝洛库罗夫(Vasily Belokurov)与托瑞巴(Torrealba)一起研讨了Ant 2,他在盖亚前期的数据中发现了一些痕迹,标明很久以前,银河系从前与本身巨细的星系经历过一次严重的兼并事情。由于它是在盖亚的数据上发现的,他给这个巨大的银河系闯入者起了个绰号叫做“盖亚腊肠”。在它碰击银河系所带来的数十亿颗恒星中,有一些恒星现在集合在咱们太阳系地点的银河系区域中,或许与它们相关联的暗物质就埋伏mod,小米4-ope体育官网_ope体育滚球APP_ope体育在线注册在邻近。可是,尽管咱们能够辨认盖亚腊肠兼并所发生的可见物质碎片场,但要确认随同它而来的暗物质,已被证明是一项十分具有挑战性的使命。

加州理工学院的地理学家Lina Necib期望让这一切变得更简单一些。经过计算机模仿,她和她的团队模仿了两个兼并星系中可见物质和暗物质的一起演化进程,就像盖亚腊肠星系和银河系相同,元末称霸他们想看看这两种不同类型的物质终究是否会有类似的散布。他们的成果标明,尽管可见物质在随后跨星系的物质再分配中落后于暗物质,但经过兼并的定论,两种物质都以类似的相关速度快速旋转。关于Neci暗香诀b和她的团队来说,这种相关性意味着有或许使用与盖亚腊肠相关的恒星、气体和尘土来追寻其相应暗物质的散布。“能够使用最近兼并的恒星来追寻暗物质成分的或许是巨大的!”Necib说。而一个如此接近的暗物质储藏库,关于用伽玛射线进行直接勘探试验的测验来说或许会更有用,就像Ant 2相同。glk300

多亏了盖亚,地理学家们积累了一系列的技能来勘探咱们的星系、暗物质等等,发明了一个新的东西集来证明或许扫除许多描绘暗物质的理论。GD-1是大约三十个恒星流中的一个恒星流,Ant 2是大约60个银河系卫星星系中的之一,我是歌手第一季太阳系周边仅仅与盖亚腊肠星系相关的其间一个碎片场,一切的这唐刀些关于它们各自的类别来说都或许仅仅冰山一角,中华鲟多少钱一斤它们能够导致一些新的研讨,这些研讨研讨的不仅仅是单个结构,而是把它们作为一个全体来研讨。盖亚的使命还没有完结,依照方案它将会在2020年之前一向搜集数据,而且看起来盖亚的运转状况非mod,小米4-ope体育官网_ope体育滚球APP_ope体育在线注册常杰出,估计能够持续运作到下一个十年的中期。尽管盖亚的使命还没有完结,可是它的遗产——提醒暗物质在迄今为止的银河系躲藏前史华章中所扮演的人物——现已十分清楚了。

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