暗物质矮星系可能环绕银河系

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新的证据表明,数以百计由暗物质组成的未见矮星系环绕着我们的银河系和其他大型可见星系。科学家们认为,宇宙中必须有 80% 到 90% 是由这种尚未被探测到的物质构成,才能解释观测到的宇宙结构。根据爱因斯坦的理论,如此高浓度的物质应该会扭曲周围的空间并弯曲光线,就像玻璃透镜一样。考虑到这一点,加州大学圣地亚哥分校和马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的的天体物理学家们分析了来自遥远星系的光线如何被中间的透镜星系扭曲,以便间接搜索暗物质星系。

这种所谓的引力透镜效应可以将单个星系的图像分裂成两个或多个图像。想象一下一块岩石部分地阻挡了一条溪流,使水流绕过它形成两条小溪——一个位于遥远光源和地球之间的星系也同样可以将射向我们星球的光束偏转成多条光流,从而产生多个图像。(参见上面的图像,其中描绘了类星体 MG 0414+534,显示了由中间星系的引力透镜效应引起的多个图像。)这些多个图像的数量和外观取决于中间星系内部的质量分布。如果透镜星系被许多较小的星系包围,那么如果其中一个透镜图像与一个暗物质星系对齐,则该图像的亮度可能会显着增强。

研究人员尼尔·达拉尔和克里斯托弗·S·科查内克观察了七个透镜星系,每个星系都将一个遥远星系的光线分成四个亮度各异的图像。他们确定,为了解释在背景星系的多个图像中检测到的亮度变化,大约 2% 的透镜星系的质量必须以隐形的暗物质矮星系晕的形式存在。然而,科学家们仍然困惑的是,为什么这些暗物质星系几乎不包含或根本不包含恒星,因为它们质量的 10% 到 20% 应该以正常物质的形式存在。“隐藏如此多的物质是困难的,”达拉尔观察到。这些发现将发表在 6 月 10 日出版的《天体物理学杂志》上。

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