研究人员可能已经解释了为什么银河系和仙女座星系周围的一些微小星系富含暗物质,这种看不见的物质构成了宇宙中大部分物质。 关键似乎在于附近更大、更明亮的星系。 模拟表明,这些较大星系周围数百万度日冕可能已经剥离了其年轻邻居中的大部分可见气体,同时留下了暗物质。
研究人员认为,所有大大小小的星系最初都应该是相同的——一个由暗物质构成的球体,中心有一个可见物质盘。 但一些小型星系,被称为矮椭球星系,相对于它们的大小而言相对较暗;少数星系每颗恒星所含的暗物质大约是银河系的 100 倍,亮度是银河系的百万分之一。 它们也倾向于聚集在像我们银河系这样的大型星系周围。 最大的问题是为什么。
在新的星系形成模拟中,苏黎世大学的卢西奥·梅耶及其同事发现,在 100 亿年前,今天最暗的椭球星系(如天龙座、小熊座和仙女座 IX)是围绕大型星系形成的,其成分与可见气体和暗物质的混合物相同,就像行星围绕恒星形成一样。 但它们碰巧比同类星系更早地被拉入围绕中心星系的轨道。
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根据该小组的模拟,一旦到达那里,来自中心星系引力的冲击以及来自周围热日冕的压力,共同作用将大多数较小星系闪烁的气体击散。 只剩下几颗恒星点缀着每一团暗物质。 该小组在本周的《自然》杂志上报告称,当时遍布宇宙的紫外线辐射会加热椭球星系的可见气体,使其对小星系的吸引力减弱,从而很容易被剥离。 斯坦福大学的合著者斯特里奥斯·卡赞齐迪斯说,该模型是第一个解释为什么椭球星系既黑暗又出现在大型星系附近的模型。
加州大学欧文分校的天体物理学家詹姆斯·布洛克说,研究人员“在模拟所有相关的物理现象和设定矮星系的轨道方面做得很好”。 “他们提出的论点是,银河系很可能已经剥离了我们周围看到的许多矮星系的气体(和‘生命’)。”
卡赞齐迪斯说,该结果也可能解释了为什么大型星系周围的矮星系比“冷”或慢速移动的暗物质的主流模型预测的要少得多。 其他椭球星系可能经历了更大程度的相同气体剥离过程,导致它们更不明显,等待被发现。