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2019-02-01會移動的暗物質 透過矮星系追尋真相 590 期

Author 作者 編輯部
暗物質(dark matter)的特性一直是物理學家不斷追尋的目標。近期由英國薩里大 學(University of Surrey)、美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)及瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich) 的合作團隊發表於《皇家天文學會月報》 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的研究發現,暗物質會因為恆星的形成而被加熱並移動。
 
研究團隊透過觀測矮星系(dwarf galaxy)的中心尋找暗物質的證據。矮星系是一種規模較小的星系,其會環繞於較大星系的周邊。而矮星系可以提供更多的線索,幫助研究人員了解暗物質的本質。目前普遍認為,暗物質在宇宙中占有極大比例的質量。然而,不像普通物質能夠與光進行作用,導致無法直接觀測,需藉由暗物質本身的重力效應進行觀察。而研究暗物質的關鍵,很可能就在於星系中恆星的形成過程之中。

在恆星形成時,周遭的氣體與塵埃會被推離星系的中心,結果導致星系的中心質量較小,也影響剩餘暗物質受重力牽引的效應。在較小的重力吸引下,暗物質會獲得能量並遠離星系的中心,這種效應被稱為暗物質增溫(dark matter heating)。

研究團隊測量16個矮星系中心的暗物質含量,結果發現,在很久前便已停止生成恆星的星系,其中央暗物質的密度高於現今仍在形成恆星的星系。這項發現支持了較古老的星系擁有較少的暗物質增溫理論。研究人員希望後續可以透過測量更大的矮星系中心暗物質的密度,找尋更多暗物質相關的特性與證據。

J I Read, M G Walker and P Steger, Dark matter heats up in dwarf galaxies, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019.