我们的银河系被十几个较小的轨道星系环绕。这个宇宙邻域的大小困扰了天体物理学家一段时间,因为当前流行的星系形成理论预测的卫星星系数量是现在的10倍。但是,芝加哥大学的安德烈·克拉夫佐夫和他的同事们进行的新计算机模拟表明,银河系伴星相对稀少可能并不像人们担心的那样。
标准宇宙学认为,宇宙中大部分物质是一种未知的物质,它移动缓慢且不发光。随着时间的推移,这种冷暗物质的小团块合并形成越来越大的团块。当质量超过一定阈值时,这些被称为晕的暗物质物体内部的普通物质会形成恒星,并最终形成星系。包含这种分层演进的计算机模型已成功再现了天文学家在他们最大的天体地图中可以看到的宇宙网。但是,由于在较小尺度上需要考虑更多细节,因此很难准确模拟单个星系及其周围环境。
新的模拟,在7月10日出版的《天体物理学杂志》上详细介绍,使用相对较小的时间增量探测了类似银河系环境的形成历史(见图片),这使得研究人员能够追踪暗物质的潮起潮落。通过这样做,他们发现,当引力将所有物质拉入时,来自较大晕的潮汐力剥离了较小晕的质量。只有最重的子晕在质量损失结束恒星形成之前形成了矮星系。最终,预测的发光星系卫星的数量与观测结果相符。
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一些理论家曾试图通过引入新的物理学,例如与冷暗物质混合的暖暗物质,来解决所谓的卫星星系问题。克拉夫佐夫说,目前的结果表明,“这个问题可以在不使用任何奇异物质的情况下解决”。“我们的模型的物理成分没有任何问题。”