暗物质影响星系大小

研究人员模拟了暗物质晕对星系的影响,发现密度越大的晕产生越小的星系。《暗物质影响星系大小》首发于Sciworthy。

来源:Sciworthy

在20世纪70年代,天文学家Vera Rubin分析了一系列关于不同星系绕其中心旋转速度的观测数据。她发现这些星系的旋转速度比根据星光可见物质数量所应达到的速度快得多。她得出结论,这些星系质量的很大一部分必定由某种不可见物质组成。

此后,科学家们通过观测星系更精确地测量了这种不可见物质,他们现在称之为暗物质。他们已经证明暗物质的运动速度远低于光速。与大多数天体不同,它不能发射或阻挡任何光线,这意味着它不与电磁力相互作用。尽管它不与宇宙中的基本力相互作用,但暗物质占普通星系质量的80%以上。

在目前主流的宇宙学模型ΛCDM(读作“Lambda-CDM”)中,暗物质决定了星系形成的位置。该理论认为,在原始宇宙中,引力将暗物质聚集在一起的速度比普通物质更快。这种重新分布导致空间中出现质量密度更大的区域,这些区域将混沌的普通物质汇集到池中,最终形成星系、恒星和行星。

在当前宇宙中,暗物质和普通物质在星系中共存,但通常是分离的。普通物质聚集在星系的正中心,形成更为熟悉的星系盘。暗物质则停留在星系边缘,将普通物质盘包裹在所谓的暗物质晕中。由于这些晕占据了普通星系质量的很大一部分,研究人员Sun Guangze、Jiang Fangzhou和Wang Jing进行了一系列模拟,以测试暗物质晕如何影响星系中的普通物质。具体来说,他们研究了暗物质晕的哪些特征决定了星系的大小。

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