《自然天文学》:中国科学家在银河系周围发现近二十个矮星系 ...( 二 )


据郭琦介绍,这种特殊矮星系的发现对标准宇宙模型和该模型下的星系形成理论提出了重大挑战,这将促使人们重新审视暗物质的性质——温暖暗物质或模糊暗物质模型可能更容易解释这种矮星系的形成 。另一方面,极端条件下的重子过程也提供了一种可能的解释 。然而,回答这些问题需要用更先进的望远镜进行进一步的观察和研究 。
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据光明 。com:11月26日凌晨,国际科学杂志《自然·天文学》在线发表了中国天文学家的一项重要发现:他们发现邻近宇宙中存在一种特殊的矮星系,它们都是以数万光年半径内的重子为主,暗物质只占其中的一小部分 。这与标准宇宙学模型下矮星系形成的理论预测相悖,从而质疑冷暗物质的本质,挑战经典矮星系形成理论 。这项工作由中国科学院国家天文台研究团队牵头,北京大学和清华大学研究团队共同完成 。
在暗能量和冷暗物质主导的标准宇宙学模型下,星系在暗物质晕中形成和演化 。在大质量系统中,重子比可以达到宇宙的平均值,并且这个比值随着暗晕质量的减小而迅速减小 。由于低质量系统束缚重子的能力较弱,在矮星系中,一般认为重子含量相对于暗物质非常少,这一点在我们银河系的卫星星系和本星系群中也得到了证实 。与大型星系不同,这些卫星星系即使在半光半径内也是由暗物质主导的 。遗憾的是,由于矮星系的光度非常暗,目前对矮星系动力学的研究只能局限在非常近的宇宙中,而且大部分都在本星系群内或周围 。
以中国科学院国家天文台研究员郭琦为首的研究团队,结合斯隆数字光学巡天和阿雷西博中性氢巡天的结果,首次对本星系群以外的矮星系动力学进行了统计研究 。他们发现了一种特殊的矮星系,这种矮星系不同于以往的观测数据和数值模拟预测 。这些矮星系在HI覆盖的区域内由重子物质主导 。氢的中性覆盖区域通常是几万光年 。在一个典型的矮星系系统中,这个区域的暗物质质量是重子物质的十到几百倍 。特别是他们发现的这些矮星系大多是孤立系统,不会受到外界环境的影响 。目前,在标准宇宙模型下,还没有理论或数值模拟来解释这类星系的形成 。
这一发现对标准宇宙模型以及该模型下的星系形成理论提出了重大挑战,促使人们重新审视暗物质的性质——暖暗物质或模糊暗物质模型将更容易解释这类矮星系的形成 。另一方面,极端条件下的重子过程也提供了一种可能的解释 。回答这些问题需要更先进的望远镜的进一步帮助 。
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