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2022-03-16 06:33

一个巨大的“黑暗宇宙”的流氓恒星正在揭示暗物质




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天文学家们正在学习破译在自由漂浮的恒星的超微弱光线中留下的线索,这些恒星被踢出自己的星系,在广阔的间隙空间中徘徊。

这种环境光被称为星系团内光,因为它在星系团内的星系之间闪烁,是一种探测长期未解之谜的强大新方法,比如暗物质的本质,这是一种宇宙中丰富的未知物质。

虽然星系团内部的光已经被发现了几十年,但它是如此微弱,只有最近和更先进的望远镜才能够挖掘这种独特的宇宙“化石记录”,这一转变预示着一个“深入和广泛调查的新时代,有望揭示微弱的宇宙”。根据周一发表在《自然天文学》上的一篇综述文章。

巴尔的摩太空望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute)的太空望远镜科学奖获得者米瑞亚·蒙特斯(Mireia Montes)在电话中说,这种怪异的星团内部辉光“没有得到很好的研究,也不太出名”。“我们想通过这些调查了解这些光是如何随着时间演变和增长的,以及它与星系团质量的关系。”

这些星系团可以包含成百上千个星系,它们都是通过引力联系在一起的。这些星团中的恒星可以通过各种过程从主星系中喷射出来。

有时,小星系会被它们的大邻居撕裂,它们的内部恒星会在星系团中溢出。有时,恒星会被像银河系这样的大型星系之间的剧烈碰撞抛入太空深处。无论它们的起源如何,星团中自由漂浮的恒星对天文学家来说并不是单独可见的,但它们发出的光的总和包含了关于它们背景故事的信息。

蒙特斯说:“当星系彼此非常接近时,它们会产生引力和潮汐力,将恒星从这些星系中剥离出来。”“这些恒星最终会进入这个地方,这个介质,在星系之间。它们不再属于任何星系;他们四处漂浮。”

她补充说:“根据星团中发生的情况,进入星团内光的恒星来自一个地方或另一个地方,它们有一个特征,一种特征颜色,这告诉我们它们来自哪里。”“基本上,通过研究这种颜色,我可以确定这束光的起源,以及之前在星团中发生了什么。”

例如,某些颜色的光与较轻的元素有关,这可能意味着存在更多没有进化出较重金属的古老恒星。与更多富含金属的恒星相关的星系团内光可能表明,较年轻的星系被拉进了这片银河系的无人区。因此,星系团内部的辉光可以让我们了解过去星系团内部的动态相互作用,而这在其他情况下是无法获得的。

此外,这种微弱的光为我们了解暗物质打开了一扇新窗口,暗物质是一种不可见的物质,为我们的宇宙提供了支撑,但由于它不发光,人们对它的了解甚少。科学家们只能通过观察暗物质对发光物体(如恒星和星系)的引力影响来研究暗物质。

星系间的星系团内恒星被证明在揭示这些星系团中暗物质的分布方面特别有用,揭示了这种神秘物质的朦胧轮廓。

蒙特斯解释说,光跟随“星系团的潜力”,它的分布延伸到“星系团的每一个地方”,这一事实使它成为“暗物质的良好示踪剂”。

“暗物质占主导地位的地方,星星就占主导地位,”她继续说。光“跟随暗物质的活动”。从这个意义上说,恒星与暗物质有着相似的特性,即它们除了引力作用外,不会以任何其他方式相互作用。唯一的问题是它们非常微弱,所以你必须花很长时间在望远镜里才能看到它们。”

事实上,研究星系团内光是一项细致的工作,因为它是如此难以捉摸。但下一代的天文台,如维拉鲁宾天文台或南希格雷斯罗马太空望远镜,将能够捕捉到更多这种黑暗的星光,以推进这一新兴的研究领域。正如蒙特斯在她的研究中指出的那样,“我们从这种光中所能了解到的(明亮的)知识还只是皮毛而已。”