銀河系通常被描繪成一個由塵埃、氣體和恒星組成的扁平旋轉(zhuǎn)圓盤。但如果你可以縮小并拍攝一張邊緣照片，它實際上會產(chǎn)生明顯的扭曲——就像你試圖扭曲和彎曲一張黑膠唱片一樣。
盡管科學(xué)家們早就通過觀測數(shù)據(jù)知道銀河系是扭曲的，其邊緣像裙子一樣張開，但沒有人能解釋其中的原因。
現(xiàn)在，哈佛大學(xué)天體物理中心的天文學(xué)家 | 哈佛大學(xué)和史密森學(xué)會 ( CfA ) 進(jìn)行了首次計算，充分解釋了這一現(xiàn)象，并提供了令人信服的證據(jù)，表明銀河系被不平衡的暗物質(zhì)光環(huán)所包圍。這項工作還支持了當(dāng)前關(guān)于星系如何演化的思考，并可能為解開暗物質(zhì)的一些奧秘提供線索。
新的計算由 CfA 格里芬藝術(shù)與科學(xué)研究生院的學(xué)生 Jiwon Jesse Han 領(lǐng)導(dǎo)。這項研究發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上，合著者查理·康羅伊和拉爾斯·赫恩奎斯特都是 CfA 和天文學(xué)系的教員。
恒星光環(huán)和暗物質(zhì)
我們的星系位于稱為恒星暈的彌漫云內(nèi)，它延伸到宇宙更遠(yuǎn)的地方。在去年發(fā)表的開創(chuàng)性工作中，哈佛大學(xué)團(tuán)隊推斷出恒星光環(huán)是傾斜的，形狀是橢圓形的，就像齊柏林飛艇或足球一樣。
在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊假設(shè)暗物質(zhì)暈具有相同的形狀，暗物質(zhì)暈是包含銀河系內(nèi)部和周圍一切的更大實體。暗物質(zhì)占星系質(zhì)量的 80%，但由于不與光相互作用而看不見，因此必須推斷出該光環(huán)的形狀。研究小組使用模型計算傾斜的橢圓形暗物質(zhì)暈內(nèi)恒星的軌道，發(fā)現(xiàn)與扭曲、耀斑星系的現(xiàn)有觀測結(jié)果近乎完美匹配。
影響和見解
康羅伊說：“傾斜的暗暈實際上在模擬中相當(dāng)常見，但沒有人探索過它對銀河系的影響?！?“事實證明，傾斜是解釋我們銀河系搖擺盤的大小和方向的一種優(yōu)雅方式。”
長期以來，科學(xué)家們一直猜測銀河系是由于星系碰撞而形成的。天文學(xué)家的工作進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了這一假設(shè)。
“如果星系只是自行演化，它就會有這個漂亮的球形光環(huán)，這個漂亮的扁平圓盤，”漢說?！耙虼耍猸h(huán)是傾斜的并且具有類似足球的形狀，這一事實表明我們的星系經(jīng)歷了合并事件，兩個星系發(fā)生碰撞?！?/p>
“事實證明，傾斜是解釋我們銀河系搖擺盤的大小和方向的一種優(yōu)雅方式。”
—查理·康羅伊，天文學(xué)系
他們對暗物質(zhì)暈可能形狀的計算也可能為暗物質(zhì)本身的性質(zhì)和粒子性質(zhì)提供線索，這在物理學(xué)中仍然是未解之謎。“根據(jù)我們的數(shù)據(jù)，星系不是球形的這一事實意味著暗物質(zhì)與其自身相互作用存在一定的限制，”韓解釋道。
對這些發(fā)現(xiàn)的信心可能會帶來更好的方法來巧妙地研究構(gòu)成宇宙大部分的不可觀測的暗物質(zhì)。這包括獲取暗子暈運(yùn)動學(xué)特征的新方法，暗子暈是圍繞星系旋轉(zhuǎn)的微型暗物質(zhì)暈。
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