英国天文学家宣布他们发现了第一个看不到的星系--「暗星系(dark galaxy)」!
暗星系与一般星系不同,没有任何恒星等发光体,完全由天文学家至今仍不知为何的暗物质(dark matter)所组成,因此虽然星系中含有大量物质,且这些物质也会如同一般星系一样绕着星系核心旋转,但却看不见,因此只能藉由无线电波波段来侦测它们的存在。
天文学家Robert Minchin等人利用英国赤郡(Cheshire)曼彻斯特大学(University of Manchester) Jodrell Bank天文台的洛佛尔望远镜进行观测,结果在氢原子21公分波段发现这个暗星系;氢原子是宇宙中含量最丰富的元素,因此是认识这个宇宙结构的最佳观测工具。后来经过波多黎各口径305公尺的阿雷西波电波望远镜观测后,证实确为暗星系。这个发现,让人们开始认识这个多变的宇宙,不一定是我们之前原来看到的样子。
这个星系目前命名为VIRGOHI21,其中VIRGO代表其位在室女座方向,HI代表中性氢原子,21代表氢原子21公分谱线。它距离地球约5000万光年,氢原子质量高达1亿倍太阳质量。不过,再藉由星系本身的旋转速度,这些天文学家认为VIRGOHI21的质量应该比氢原子总质量还大1000倍以上。这意味着:如果这是一个普通星系,那么它应该相当明亮,连一般业余用的望远镜都能看到。
在此之前的其他研究宣称找到的暗星系,后来都在高解析力光学望远镜的观测之下 ,发现了其中所含的恒星,或是发现其实是两个星系互撞之后的残余气体,故都已从暗星系名单中剔除。不过,利用La Palma天文台牛顿望远镜(saac Newton Telescope)进行高解析观测后,这些天文学家发现VIRGOHI21附近没有任何恒星的踪迹,附近也没有星系,因此不可能是星系碰撞的残骸;他们并回溯于2000年观测的资料,将之与2005年的观测相比,以剔除许多其他的可能性。最后,终于确定VIRGOHI21为第一个发现的暗星系,让参与观测研究的天文学家兴奋不已,同时显示电波观测对了解我们居住的这个宇宙有多重要。
找到暗星系,对天文研究而言是个相当重要的里程碑。 因为根据宇宙论模型,暗物质的丰度是组成我们所见事物的一般物质的5倍。天文学家长久以来都是利用测量恒星和星系的运动,来估计宇宙中的物质多寡;但测量结果始终与理论不相符,显示宇宙中应有许多可见光波段中看不见的物质--「暗物质」,而且数量比一般物质还多。现在,天文学家打算一步步揭开暗物质的神秘面纱,企图了解这些暗物质会不会与一般恒星物质混和、同时存在于某个区域中?以及整个宇宙中的星系数量应该比目前已知的星系多很多,则多出来的这些星系会在哪儿?于是,「暗星系」的概念便此应蕴而出。
目前天文学家认为暗星系的成因,是因为星系中的物质密度太低,不利于恒星型成。不过,根据VIRGOHI21的观测资料,却显示暗星系中的氢也形成绕着银河中心不断旋转的扁平状圆盘,如一般螺旋星系一样。相关学者希望能继续观测暗星系,希冀能拓展我们对宇宙的视野。
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