英國天文學家宣布他們發現了第一個看不到的星系--「暗星系(dark galaxy)」!
暗星系與一般星系不同,沒有任何恆星等發光體,完全由天文學家至今仍不知為何的暗物質(dark matter)所組成,因此雖然星系中含有大量物質,且這些物質也會如同一般星系一樣繞著星系核心旋轉,但卻看不見,因此只能藉由無線電波波段來偵測它們的存在。
天文學家Robert Minchin等人利用英國赤郡(Cheshire)曼徹斯特大學(University of Manchester) Jodrell Bank天文台的洛佛爾望遠鏡進行觀測,結果在氫原子21公分波段發現這個暗星系;氫原子是宇宙中含量最豐富的元素,因此是認識這個宇宙結構的最佳觀測工具。後來經過波多黎各口徑305公尺的阿雷西波電波望遠鏡觀測後,證實確為暗星系。這個發現,讓人們開始認識這個多變的宇宙,不一定是我們之前原來看到的樣子。
這個星系目前命名為VIRGOHI21,其中VIRGO代表其位在室女座方向,HI代表中性氫原子,21代表氫原子21公分譜線。它距離地球約5000萬光年,氫原子質量高達1億倍太陽質量。不過,再藉由星系本身的旋轉速度,這些天文學家認為VIRGOHI21的質量應該比氫原子總質量還大1000倍以上。這意味著:如果這是一個普通星系,那麼它應該相當明亮,連一般業餘用的望遠鏡都能看到。
在此之前的其他研究宣稱找到的暗星系,後來都在高解析力光學望遠鏡的觀測之下 ,發現了其中所含的恆星,或是發現其實是兩個星系互撞之後的殘餘氣體,故都已從暗星系名單中剔除。不過,利用La Palma天文台牛頓望遠鏡(saac Newton Telescope)進行高解析觀測後,這些天文學家發現VIRGOHI21附近沒有任何恆星的蹤跡,附近也沒有星系,因此不可能是星系碰撞的殘骸;他們並回溯於2000年觀測的資料,將之與2005年的觀測相比,以剔除許多其他的可能性。最後,終於確定VIRGOHI21為第一個發現的暗星系,讓參與觀測研究的天文學家興奮不已,同時顯示電波觀測對瞭解我們居住的這個宇宙有多重要。
找到暗星系,對天文研究而言是個相當重要的里程碑。 因為根據宇宙論模型,暗物質的豐度是組成我們所見事物的一般物質的5倍。天文學家長久以來都是利用測量恆星和星系的運動,來估計宇宙中的物質多寡;但測量結果始終與理論不相符,顯示宇宙中應有許多可見光波段中看不見的物質--「暗物質」,而且數量比一般物質還多。現在,天文學家打算一步步揭開暗物質的神秘面紗,企圖瞭解這些暗物質會不會與一般恆星物質混和、同時存在於某個區域中?以及整個宇宙中的星系數量應該比目前已知的星系多很多,則多出來的這些星系會在哪兒?於是,「暗星系」的概念便此應蘊而出。
目前天文學家認為暗星系的成因,是因為星系中的物質密度太低,不利於恆星型成。不過,根據VIRGOHI21的觀測資料,卻顯示暗星系中的氫也形成繞著銀河中心不斷旋轉的扁平狀圓盤,如一般螺旋星系一樣。相關學者希望能繼續觀測暗星系,希冀能拓展我們對宇宙的視野。
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