天文学家推翻了恒星和暗物质在星系中相互补偿的理论

一个国际天文学家小组在 8 月 10 日发表在《英国皇家天文学会月刊》（MNRAS）上的一篇论文中推翻了天文学中一个长期存在的"阴谋"--恒星和暗物质以难以解释的方式相互作用。

作者分别来自澳大利亚、英国、奥地利和德国，研究过程中使用了智利的甚大望远镜。

这个阴谋的出现是为了解释一个困惑了天文学家四分之一世纪的现象。不同星系中的物质密度似乎以相同的速度从中心向外缘递减。这令人费解，因为星系多种多样，有许多不同的年龄、形状、大小和恒星数量。那么，它们为什么会有相同的密度结构呢？

研究小组拍摄的甚大望远镜图像之一，显示了一个星系群中的大质量星系。位于中心的星系的质量约为太阳质量的1250亿倍（包括暗物质）。资料来源：特雷弗-门德尔，澳大利亚国立大学

论文第一作者、麦考瑞大学 ASTRO 3D 研究员 Caro Derkenne 博士说："这种同质性表明，暗物质和恒星必须以某种方式相互补偿，才能产生如此规则的质量结构。"

就像许多阴谋一样，没有研究人员能够提出一个机制。如果暗物质和恒星能以这种方式相互作用，那么我们就需要改变我们对星系如何形成和演化的理解。但他们也找不到其他原因来解释他们所看到的一切，直到现在。

主要作者 Caro Derkenne 博士

Derkenne和她的同事发现，密度的相似性可能不是星系本身造成的，而是天文学家测量和模拟星系的方式造成的。

研究小组利用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜，对 22 个中年星系（由于距离遥远，可追溯到约 40 亿年前）进行了非常详细的观测。这使他们能够创建更复杂的模型，更好地捕捉宇宙中星系的多样性。

Derkenne 说："过去，人们建立的简单模型有太多的简化和假设。星系是复杂的，我们必须自由地为它们建模，否则就会测量出错误的东西。我们的模型在斯威本大学的 OzStar 超级计算机上运行，耗费了相当于约 8000 小时的桌面计算时间"。

Derkenne正在运用她的天文学专业知识，为澳大利亚公共服务部门处理复杂的数据。

"天文学为你理解大数据提供了非常好的条件，"她说。"现实世界是混乱的，我们并不总是拥有所有的数据。没有人会告诉你答案，也没有人会告诉你是错还是对。需要积累数据并进行分析，直到找到行之有效的方法。"

该项目利用 VLT 上的MUSE（多单元光谱探测器）来分析来自 MAGPI 调查（中世纪星系属性与积分场光谱）的星系。MUSE收集的光谱数据立方体中的每个像素实际上都是一个光谱。

ASTRO 3D 主任 Emma Ryan-Weber 教授说："MAGPI 项目是 ASTRO 3D 培训讲习班和合作空间如何利用澳大利亚与欧洲南方天文台战略伙伴关系的一个很好的例子。来自欧洲南方天文台甚大望远镜的复杂数据不仅解决了天文学中一个长期存在的问题，而且还Derkenne博士等年轻科学家提供了一个平台，使他们能够在这个平台上开启自己的职业生涯，解决现实世界中的问题。"

编译自/ScitechDaily