超弥散星系不知何故失去了它们的恒星形成气体,只剩下一具老年恒星的骨架。
克里斯蒂娜·阿米蒂奇/广达杂志
介绍
2016 年,由耶鲁大学的彼得·范·多库姆 ( Pieter van Dokkum ) 领导的天文学家发表了一篇重磅炸弹论文,声称发现了一个如此昏暗但又如此广阔和沉重的星系,以至于它几乎完全看不见。他们估计这个被称为蜻蜓 44 的星系是 99.99% 的暗物质。
关于 Dragonfly 44 的特性引发了一场激烈的争论,但仍未解决。与此同时,出现了 1000 多个类似大但微弱的星系。
蜻蜓 44 及其同类被称为超漫射星系 (UDG)。虽然它们可以和最大的普通星系一样大,但 UDG 却异常暗淡——如此暗淡,以至于在望远镜观测天空时,“这是一项在不意外滤除这些星系的情况下滤除噪音的任务,”保罗·班内特 (Paul Bennet) 说,巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家。在其他星系中丰富的明亮的恒星形成气体似乎已经在 UDG 中消失了,只剩下一具老年恒星的骨架。
它们的存在在银河进化论中引起了轰动,但未能预测到它们。 “他们没有出现在模拟中,”van Dokkum 说。 “你必须做一些特别的事情才能使星系变得又大又微弱。”
已经出现了新的理论来解释 Dragonfly 44 和其他 UDG 是如何产生的。这些巨大的光斑可能为暗物质的无形之手提供了新的证据。
太多的暗物质
蜻蜓长焦阵列是位于新墨西哥州的多镜头望远镜,能够在夜空中发现微弱的物体。
与此同时,Bennet 在 2018 年发现了两个指向不同形成理论的 UDG。在每种情况下,来自附近一个沉重星系的潮汐力似乎已经撕裂了 UDG,将其喷出并窃取了它的气体。 (这无法解释离重型星系太远的蜻蜓 44。)
令人费解的是,9 月的一篇论文报道了 UDG 中最近的恒星形成,这与他们只拥有旧恒星的观点相矛盾。
这样一系列外观相同但内部不同的UDG可能会验证暗物质理论而不是MOND。 “如果恒星在一个星系中移动得非常快,而在另一个星系中移动得非常慢,这对于那些替代理论来说是一个大问题,”范多库姆说。
McGaugh 同意,如果 UDG 人口中存在“真正的异常值”,“这对 MOND 来说确实是个问题。”然而,他补充说,“这并不会自动使暗物质成为更好的解释。”
确定的答案将需要新的望远镜。新投入使用的詹姆斯韦伯太空望远镜已经发现了遥远的星系,因为它们在早期宇宙中形成时出现,这将有助于测试和完善这些新生的想法。
“最大的收获是我们仍然不知道那里有什么,”van Dokkum 说。 “有些星系我们还没有发现,它们非常大,非常接近,并且具有不寻常的特性,即使经过几十年的天空研究,它们也不在我们目前的目录中。”
原文: https://www.quantamagazine.org/the-enduring-mystery-of-the-dragonfly-44-galaxy-20221107/