Nube,挑战暗物质模型的几乎看不见的星系

小夏 科学 更新 2024-02-01

Nube 系统。 该图是彩色图像和黑白图像的组合,用于选择背景。 **gtc/mireia montes

Nube是一个几乎看不见的矮星系,由加那利群岛天文研究所(IAC)领导的国际研究小组与拉古纳大学(ULL)和其他机构合作发现。

这个名字是由该小组中一位研究人员的 5 岁女儿提出的,因为该物体的外观是弥漫的。 它的表面亮度很微弱,因为在之前对这部分天空的调查中没有注意到它,因为该物体的漫射外观类似于某种幽灵。 这是因为它的恒星分布得如此之广,以至于“nube”(西班牙语为“云”)几乎难以察觉。

这个新发现的星系具有一组特定的属性,将其与以前已知的物体区分开来。 该团队估计,Nube是一个矮星系,比其他同类星系暗10倍,但也比其他拥有大量恒星的天体扩展10倍。

为了向任何对天文学稍有了解的人展示这意味着什么,这个星系的大小是银河系的三分之一,但质量与小麦哲伦星云的质量相似。

以我们目前的知识,我们不明白一个具有如此极端特征的星系是如何存在的,“该文章的第一作者、IAC和ULL的研究员Mireia Montes解释道。

几年来,该文章的第二作者伊格纳西奥·特鲁希略(Ignacio Trujillo)一直在基于仕龙数字巡天(SDSS)图像的Legado del IAC Stripe 82项目框架内分析特定的天空波段。 在其中一次数据修订中,他们注意到一块微弱的斑块,看起来很有趣,足以建立一个研究项目。

下一步是使用来自Gran Telescopio Canarias(GTC)的超暗多色图像来确认调查中的这块斑块不是某种类型的错误,而是一个极其弥散的物体。 由于其微弱,很难确定 nube 的确切距离。

利用美国绿岸望远镜(GBT)的观测结果,作者估计Nube的距离为3亿光年,尽管即将到来的超大阵列(VLA)射电望远镜和光学威廉·赫歇尔望远镜(WHT)在拉帕尔马的Roque de los Mucachos天文台的观测应该有助于他们证明距离是正确的。

如果银河系更近,它仍然是一个非常奇怪的物体,对天体物理学构成重大挑战,“伊格纳西奥·特鲁希略评论道。

Nube星系通过不同的望远镜。 **sdss/gtc/iac。

对当前暗物质模型的另一个挑战?

一般规则是星系在其内部区域具有更大的恒星密度,并且随着距中心距离的增加,这种密度会迅速降低。 然而,蒙特斯说,在NUBE中,“整个物体的恒星密度变化很小,这就是为什么它如此微弱,以至于我们可以很好地观察它,直到我们从GTC获得超深图像。

Nube让天文学家感到困惑。 研究小组解释说,从表面上看,没有相互作用或其他迹象表明其奇怪的特性。 即使在不同的情景下,宇宙学模拟也无法再现其“极端”特征。 “对于目前公认的宇宙学模型,即冷暗物质,我们没有一个可行的解释,”蒙特斯解释说。

冷暗物质模型可以再现宇宙中的大尺度结构,但也存在小尺度的场景,例如nube的情况,无法给出很好的答案。 我们已经展示了不同的理论模型如何无法产生它,使其成为迄今为止已知的最极端的案例之一。

有了这个星系,以及我们可能发现的类似星系,我们有可能找到更多的线索,为理解宇宙打开一扇新的窗口,“蒙特斯评论道。

一个非常有吸引力的可能性是,nubes的不寻常特性向我们表明,构成暗物质的粒子具有极小的质量,“伊格纳西奥·特鲁希略说。 如果是这样,这个星系的不寻常性质将证明量子物理学的性质,但在银河系的规模上。 “如果这一假设得到证实,它将成为大自然最美丽的展示之一,将最小的世界与最大的世界结合在一起,”他总结道。

该研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

更多信息:Mireia Montes et al., A near-dark galaxy with a mass of the Small Migellanic Nebula, Astronomy and Astrophysics (2023). doi: 10.1051/0004-6361/202347667

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