银河系里的暗物质

在北半球低纬度地区或者南半球才能看到的大小麦哲伦云（天空中一大一小两团星云状天体），是我们能够用肉眼看到的银河系的仅有的两个卫星星系。但是按照当前的星系形成理论，这样的卫星星系应该更多才对。天文学家测量了银河系里暗物质的数量，成功破解了这一难题。图片来源：拍摄者Steed，来自夜空中国

利用一种近100年前开发出来的方法，澳大利亚天文学家最近称量出了银河系内暗物质的总重量，大约是太阳质量的800 000 000 000倍，即8×1011倍。

他们第一次细致探索了银河系的最外边缘，那里距离地球足有500亿亿千米。

西澳大利亚大学的天体物理学家普拉杰瓦尔·卡费勒博士（Prajwal Kafle）说，我们早就知道宇宙对我们隐藏了绝大部分成分。

“繁星，尘埃，你和我，我们能够看到的所有东西，都是由整个宇宙中仅占4%的物质构成的。”他说，“另外还有大约25%是暗物质，其余的则是暗能量。”

来自于尼泊尔的卡费勒博士，之所以能够测量出银河系里暗物质的质量，是因为他仔细研究了整个银河系中恒星的速度，包括处在银河系边缘、此前从未被如此细致研究过的那些恒星。

他所使用的方法，是在1915年由英国天文学家詹姆斯·琼斯（James Jeans）开发出来的，这要比暗物质被发现还早数十年。

卡费勒博士的测量结果，有助于破解一个让理论学家头疼了近20年的难题。

“按照当前关于星系形成与演化的理论，也就是所谓的Λ冷暗物质理论，我们的银河系周围应该有不少肉眼即可看见的大型卫星星系，但我们并没有看到那么多。”卡费勒说，“如果把我们测量的暗物质质量代入这个理论，它就会预言银河系周边只有3个卫星星系存在，这正是我们看到的实际情况——大麦哲伦云、小麦哲伦云，以及人马座矮星系。”

悉尼大学的天体物理学教授杰兰特·刘易斯（Geraint Lewis）也参与了这项研究，他说卫星星系失踪是“宇宙学里持续了近15年的一个顽疾。卡费勒博士的研究证明，这个问题可能不像大家之前认为的那样严重，尽管仍然有问题需要去克服。”

这项研究还提出了一个银河系的整体模型，让科学家能够测量出其他一些有趣的数据，例如离开这个星系需要多快的速度。

“火箭要从地球表面发射到太空，速度只需要达到11千米/秒，这已经比澳大利亚的最高车辆行驶限速快了差不多300倍！”卡费勒博士说，“如果想摆脱银河系的引力掌控，那你的速度就至少要达到550千米/秒。”

这一研究的相关论文发表在10月10日出版的《天体物理学报》（Astrophysical Journal）上。（编辑：Steed）

编译来源 射电天文学国际研究中心官网，Dark matter half what we thought, say scientists