宇宙最小的星系 暗物質比例最高
本文已影響1.19W人
本文已影響1.19W人
要在宇宙中尋找暗物質,只需追隨普通物質的蹤跡就行。宇宙中最大的結構——大型星系、星系羣、星系團——都有一個共同的特點:它們的內部運動速度太快。
單一旋渦星系的自轉速度相當大,某些星系的外圍的速度甚至比內圈還要大。這一現象用它們所含的普通物質總量——把恆星、氣體、塵埃、等離子體,甚至黑洞加在一起都無法解釋。
在星系羣和星系團內,星系的運動速度同樣過快。如果僅僅存在普通物質產生的引力,這些結合在一起的星系就會四處飛散。
如果存在一種看不見的“暗”物質——如果它們是“冷”的,它們的運動速度比光慢;它們不會發生碰撞,不會通過電磁力或核力發生相互作用;它們和普通物質的比例是5比1——那這些過快的運動就都可以得到解釋。
但如果我們把目光從這些宇宙間最大的結構身上移開,轉而關注那些最小的星系,就會發現一種違反直覺的現象。
矮星系的恆星數量沒有旋渦星系那麼多,大多不會超過十億,甚至只有幾百萬。這些星系內的恆星運動速度比大型星系內的恆星要慢。但是要使這樣的結構保持穩定,所需的暗物質比例卻比別處要高出許多!
在某些情況下,這種比例甚至會高達20比1,而在極端情況下(更低的質量),這一比例甚至可以上升到幾百比1。宇宙中已知最小的星系是我們銀河系的衛星系,它們所含的恆星只有幾百,這些恆星圍繞着聯合質心運行,運行速度只有15千米/秒——比地球的公轉速度還慢。
通過計算我們發現,要使恆星在此空間區域保持該速度公轉,所需的暗物質總量竟然是太陽質量的成千上萬倍。也就是說,在此極端個例中,暗物質總量要比普通物質高出一千倍。
這是一種令人困惑的現象。宇宙誕生時,暗物質的含量是均勻的,宇宙結構的出現,也是暗物質的功績。計算機宇宙模擬結果同樣表明了這一點,在最大的尺度上,暗物質的分佈與我們通過觀測和計算推測出來的結果完美吻合。
這種差異來自何處?答案和暗物質的一個特點有關——它們不會發生碰撞。暗物質不會和電磁力發生作用,因此帶有能量的光子無法影響到它,也無法把能量傳遞給它。而能量的互相影響或轉移,在普通物質坍縮成恆星的過程中十分重要。
新生的恆星是熾熱的,會釋放出大量輻射;其中的巨星還十分不穩定,最終會導致超新星爆發。這些輻射會朝着所有方向傳播,它們前進路上的一切都會受其影響。普通物質會被加速到大於星系的逃逸速度,如果結果是這樣,那所有普通物質最終都會被拋出星系,進入星系際空間。
在小型星系中,引力的作用不足以抓住這些普通物質,只留下少量的恆星,以及不和輻射發生作用的暗物質。而在大型星系中,即便是規模最大的天體災難,也無法把普通物質趕走,因爲那裏的暗物質非常多,引力非常大,誰也走不了。
這也是宇宙的神奇之處。之所以有滿天的繁星,只是因爲存在暗物質。若非如此,物質早已進入星系之間的無邊虛空,宇宙中物質的丰度會大大降低,以致於地球不會出現,生命也不會出現。
因爲有暗物質,我們才得以存在。小星系的引力,不足以完成這個任務,因此只剩下一個暗物質團和少量的恆星。從而使宇宙間最小的星系,擁有比例最高的暗物質。
闇弱通常意味着矮小,原因卻是由於某種強大。
經過科學家們的探索,氫氣在宇宙中究竟佔據多大比例?
宇宙中最可憐的行星:被拋棄而流浪在外
天狼星是宇宙中最亮的恆星,距離我們大約有8.6光年
比鄰星是一顆什麼行星 距離太陽系最近的比鄰星有多遠
宇宙溫度最高的行星 宇宙溫度最高的行星是哪顆
宇宙中最恐怖的星球
宇宙之中最大的謎團,疑爲恆星變成了黑洞
宇宙驚人事實:銀河系與仙女座星系相撞
經過科學家們的探索,宇宙中最大的星系究竟是哪一個?
宇宙中的“生態鏈” 小星系被大星系吞噬
宇宙的最高維度是什麼?有比人類更高的維度存在嗎?
最危險最陰暗的星座
宇宙哪個星系最大
發現宇宙最大中子星:體積超越同類幾倍
宇宙的七個重大發現 宇宙之外可以還存在着更多的宇宙
宇宙中超星系團拉尼亞凱亞到底有多大 跟銀河系相比能大到多少
類星體和伽瑪射線暴哪個更亮?類星體是宇宙中最亮的
宇宙中木星的質量有多大?差不多有1300個地球的大小
幾乎無盡的宇宙究竟由什麼物質構成?
宇宙中最強的原生黑洞 比起普通黑洞可以更小,甚至小到肉眼無法辨別的大小
經過科學家們的探索,宇宙中有哪十大最恐怖的系外行星?
宇宙中有哪些比較可愛的星球?有黃金星球、鑽石星球等
宇宙塵到底是什麼物質?它們是從哪裏來的
漢靈帝劉宏臨幸宮女:宮廷生活的另一面
唐代的救贖之戰:13萬將士與安史之亂的150年抗戰
揭祕:歷史上日本首任天皇是不是中國“歸化人&rdqu
《彭公案》第三百二十一回:鑌鐵塔大獲全勝 忠義俠夜劫
世說新語·言語篇·第一百零四則講述的是
曹睿爲什麼能說服司馬懿盡忠曹魏不起異心?
烏孫國是現在哪個城市?烏孫國在哪?
紅樓夢中寧國府與榮國府爲何都會逐漸衰敗?
三國時期劉備都對諸葛亮提出的計謀都深信不疑嗎?
中國歷史上有多少個姓氏?有哪些奇怪的姓氏呢?
咸豐有無數美女爲何卻要和臣子爭一不正經女人
陝西藍田發現一座重要墓穴,可能埋葬着荊軻!然而,專家表示
《雙鳳奇緣》第五十六章:欲全名節說假夢 要還心願造浮
李碧雲的師姐是誰?李碧雲師姐天山童姥簡介
古代富豪相親趣聞:“郎財女貌”並不吃香