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望远镜和太空任务

望远镜和太空任务

银河调查对冷暗物质产生怀疑

不同但相似?调查中的星系选择

宇宙中大多数星系的物理特性都可以用一个参数来解释。那’是英国和美国的一个天文学家小组的有争议的结论,他们研究了大约200 使用射电和光学望远镜的星系。研究小组认为,他们的发现可能意味着寒冷的暗物质—天体物理学家援引一种看不见的物质来解释星系的形成和运动—不存在。但是,并非所有的天体物理学家都对此深信不疑。

宇宙学中最重要的问题之一是银河系是如何从大爆炸之后的原始火球中出现的。物理学家认为普通物质—组成星星的东西—大爆炸之后的强烈辐射会在整个宇宙中均匀分布。这使得密集的物质斑块不可能形成并迅速成长为星系,这似乎是在大爆炸之后不到十亿年发生的。

解决这一难题的方法可能在于使用冷暗物质(CDM)—通过重力相互作用而不是电磁辐射的不可见物质。天体物理学家认为,CDM最初不会被辐射均匀地散布,而是会被重力聚集在一起。然后,通过拖拉周围的物质和CDM,CDM的这些较密集的区域将演变为星系。这种观点得到了暗物质间接观测的支持,这暗物质占了典型星系质量的大部分。

许多天体物理学家认为,这一过程可以用“星系形成的分层理论”,其中越来越大的物质团块—最终是星系—相互吸引,并在暴力冲突中融合。但是由于这种混沌形成过程,因此宇宙中应该有各种各样的星系类型。该观点似乎得到了星系具有各种特性的支持。—例如它们的半径,质量,旋转速率和光度—不能以简单的方式关联。

六合一

然而,在过去的十年左右的时间里,天文学家发现星系的某些性质之间存在相关性。例如,可以通过测量银河系的光度来预测其半径。不过,现在,加的夫大学的迈克·迪斯尼及其同事声称已经表明,银河系的六个重要特性是由一个参数控制的。尽管研究小组尚未确定该参数,但他们认为该参数与星系的质量有关( 性质 455 1082 )。

According to Disney, the discovery makes it very unlikely that galaxies formed according to the 星系形成的分层理论. Indeed, he goes one step further and says that the team’的结果使CDM的存在受到质疑—肯定会激怒许多天体物理学家的声明。

该小组使用来自澳大利亚帕克斯射电望远镜的观测数据,从中性氢释放的无线电波中识别出大约300个看起来像是星系的物体。华盛顿大学的朱利安·达尔坎顿(Julianne Dalcanton)及其同事随后通过斯隆数字天空调查(SDSS)的光学数据搜索了相同的物体,发现其中确实有200个是星系。

单参数

研究小组利用两个望远镜的数据,根据六个独立的属性对星系进行了分类。这是两个光学半径(它们定义了发射50%和90%物体的星系区域的大小’的光);发光度星系中的中性氢质量;动态质量(包括暗物质);和星系的颜色

然后,团队对数据进行了统计分析,发现了这六个属性之间的五个相关性—使他们得出结论,这些星系的结构仅受一个参数控制。尽管研究小组无法确切推断出该参数是什么,但迪斯尼表示,这似乎与星系的质量有密切关系。

迪士尼认为该团队’s finding is at odds with the 星系形成的分层理论, according to which the structure of a galaxy would be strongly influenced by the nature of the collisions that formed it. “如果是这种情况,我们本来希望看到4-5个独立参数”, 他说。而且由于分层理论以CDM为根基,因此迪士尼认为该团队’的调查提供了不存在CDM的强有力证据。“CDM也许可以解释我们的观点,但我不会’t bet on it”, he said.

并非所有人都相信

毫不奇怪,并不是每个人都同意迪士尼的观点。英国达勒姆大学的理查德·鲍尔(Richard Bower)告诉 physicsworld.com CDM倡导者意识到星系属性之间的相关性,并试图对其进行解释。“该理论已经针对多种个体相关性进行了成功的测试”鲍尔说,但他承认CDM倡导者尚未证明该理论可以处理这种分析方法。

鲍尔说,与以前的等级理论相比,现在认为星系的融合不那么重要。结果,他相信可以使用CDM来解释星系的形成。鲍尔还质疑质量参数对其他参数的支配性的重要性,并指出银河系的质量在比其他参数更大的动态范围内变化,因此质量相关性最强也就不足为奇了。

迪士尼现在正在探索不存在的星系形成理论’涉及CDM,但涉及更多常规问题,例如“hydrogen snow”.

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