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盖亚卫星揭秘银河系总质量计算有误?

2024-01-08科学

欧洲空间局(ESA)的盖亚卫星的观测结果让天文学家们准确计算出了银河系的总质量。结果表明,银河系的总质量比之前的估计要少,仅相当于我们太阳的质量的2060亿倍。

盖亚数据是对银河系最详细的地图,不仅提供了18亿颗星星的位置,还提供了它们的速度 - 这大约是银河系全部星星数量的2%。有了这些信息,研究人员可以计算出它们的运动方式,这也间接反映了银河系中的质量分布。研究人员发现,这种分布违反了他们的预期。

如果所有银河系中的质量都由星星来追踪的话,像我们这样的螺旋星系应该有一个特定的速度分布。随着距离中心的距离逐渐增加,星星应该变得越来越快,直到达到一个点,在那里它们的速度将再次开始减慢。这就是所谓的开普勒下降。

在70年代,天文学家维拉·鲁宾和阿尔伯特·博斯玛发现,螺旋星系并没有像预期的那样出现开普勒下降。它们星星的速度在整个盘上都保持恒定。他们解释发生这种情况的方式是假设了一种无形的物质,这种物质的范围超过了星系,质量比制造星星的物质多五倍。这就是著名的暗物质。

新的观测结果表明,在银河系的边缘,即太阳所在位置的更远处,速度正在显示出开普勒下降。使用这些数据,研究团队估计普通物质 - 星星、气体云、行星等 - 占了银河系总质量的6千亿太阳质量,这相当于银河系总质量的三分之一。

对于普通星系来说,暗物质的比例应该是普通物质的五到六倍。然而,银河系在这方面似乎并不平均。巴黎天文台的研究人员提出了关于宇宙模型和观测估计之间明显差异的可能解释。

一个可能性是其他螺旋星系的测量结果需要重新评估。盖亚项目与我们测量其他星系的方法非常不同。

或者,我们的银河系周围可能只有更少的暗物质。平均而言,螺旋星系每60亿年就会碰撞另一个大约相同大小的星系。上一次这种情况发生在90亿年前。

这项研究发表在【天文学与天体物理学】杂志上。