研究人員可能已經解釋了為什麼銀河系和仙女座星系周圍的一些微小星系富含暗物質,這種看不見的物質構成了宇宙中大部分物質。 關鍵似乎在於附近更大、更明亮的星系。 模擬表明,這些較大星系周圍數百萬度日冕可能已經剝離了其年輕鄰居中的大部分可見氣體,同時留下了暗物質。
研究人員認為,所有大大小小的星系最初都應該是相同的——一個由暗物質構成的球體,中心有一個可見物質盤。 但一些小型星系,被稱為矮橢球星系,相對於它們的大小而言相對較暗;少數星系每顆恆星所含的暗物質大約是銀河系的 100 倍,亮度是銀河系的百萬分之一。 它們也傾向於聚集在像我們銀河系這樣的大型星系周圍。 最大的問題是為什麼。
在新的星系形成模擬中,蘇黎世大學的盧西奧·梅耶及其同事發現,在 100 億年前,今天最暗的橢球星系(如天龍座、小熊座和仙女座 IX)是圍繞大型星系形成的,其成分與可見氣體和暗物質的混合物相同,就像行星圍繞恆星形成一樣。 但它們碰巧比同類星系更早地被拉入圍繞中心星系的軌道。
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根據該小組的模擬,一旦到達那裡,來自中心星系引力的衝擊以及來自周圍熱日冕的壓力,共同作用將大多數較小星系閃爍的氣體擊散。 只剩下幾顆恆星點綴著每一團暗物質。 該小組在本週的《自然》雜誌上報告稱,當時遍佈宇宙的紫外線輻射會加熱橢球星系的可見氣體,使其對小星系的吸引力減弱,從而很容易被剝離。 斯坦福大學的合著者斯特里奧斯·卡贊齊迪斯說,該模型是第一個解釋為什麼橢球星系既黑暗又出現在大型星系附近的模型。
加州大學歐文分校的天體物理學家詹姆斯·布洛克說,研究人員“在模擬所有相關的物理現象和設定矮星系的軌道方面做得很好”。 “他們提出的論點是,銀河系很可能已經剝離了我們周圍看到的許多矮星系的氣體(和‘生命’)。”
卡贊齊迪斯說,該結果也可能解釋了為什麼大型星系周圍的矮星系比“冷”或慢速移動的暗物質的主流模型預測的要少得多。 其他橢球星系可能經歷了更大程度的相同氣體剝離過程,導致它們更不明顯,等待被發現。