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困擾天文學(xué)家50多年的宇宙學(xué)問題——銀河系“衛(wèi)星”排列成平面之謎解開
2022-12-21 19:15:10   來源: 科技日?qǐng)?bào)

天文學(xué)家在最新一期《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱,他們解決了一個(gè)挑戰(zhàn)人們對(duì)宇宙演化理解的懸而未決的問題,即圍繞銀河系運(yùn)行的較小衛(wèi)星星系的空間分布。

  這些衛(wèi)星星系呈現(xiàn)出一種奇怪的排列方式,它們似乎位于一個(gè)巨大的、薄的旋轉(zhuǎn)平面上,即“衛(wèi)星平面”。這種看似不太可能的排列方式讓天文學(xué)家困惑了50多年,導(dǎo)致許多人質(zhì)疑標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型的有效性。

  現(xiàn)在,英國杜倫大學(xué)和芬蘭赫爾辛基大學(xué)聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),“衛(wèi)星平面”是一個(gè)宇宙學(xué)怪異現(xiàn)象,它會(huì)隨著時(shí)間的推移而消失,就像恒星星座也會(huì)發(fā)生變化一樣。他們的研究消除了“衛(wèi)星平面”對(duì)宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的挑戰(zhàn)。

  銀河系的“衛(wèi)星”似乎排列在一個(gè)穿過銀河系的薄平面上,奇怪的是,它們也在一個(gè)連貫的、壽命很長的“圓盤”中運(yùn)行。自20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)“衛(wèi)星平面”以來,天文學(xué)家一直試圖在超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬中找到類似的結(jié)構(gòu),但沒有成功。這些模擬跟蹤了宇宙從大爆炸到現(xiàn)在的演化卻無法解釋衛(wèi)星排列,這讓研究人員認(rèn)為,星系形成的冷暗物質(zhì)理論可能是錯(cuò)誤的。

  在這項(xiàng)最新研究中,天文學(xué)家使用了來自歐洲空間局蓋亞空間天文臺(tái)的新數(shù)據(jù)。蓋亞正在繪制一張銀河系的六維地圖,為人們提供銀河系中約10億顆恒星(約占總數(shù)的1%)及其伴星系統(tǒng)的精確位置和運(yùn)動(dòng)測量。這些數(shù)據(jù)使科學(xué)家能夠?qū)⑿l(wèi)星星系的軌道投射到過去和未來,看到“衛(wèi)星平面”在幾億年間形成和消失,這在宇宙時(shí)間中只是“一眨眼”的功夫。

  研究人員意識(shí)到,之前基于模擬的研究沒有考慮“衛(wèi)星”到銀河系中心的距離,這使模擬衛(wèi)星系統(tǒng)看起來比真正的衛(wèi)星系統(tǒng)要圓得多。此次,他們在模擬中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)類似的銀河系,被認(rèn)為擁有衛(wèi)星星系平面,與望遠(yuǎn)鏡看到的非常相似。

  研究人員表示,這種平面只是一次偶然的排列,它們只是在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間出現(xiàn)在恰當(dāng)?shù)奈恢?,就像天空中的星座一樣。這消除了對(duì)宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型有效性的主要反對(duì)意見之一,也意味著暗物質(zhì)的概念仍然是人們理解宇宙的基石。


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