科学家发现“另类”矮星系 挑战经典矮星形成理论

　来源：光明网

　　光明网讯（记者宋雅娟）11月26日凌晨，国际科学期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）在线发布我国天文学家的一项重要发现：他们发现在近邻宇宙有一类特殊的矮星系，在其几万光年的半径内，都主要由重子物质构成，暗物质只占其中一小部分。这与目前在标准宇宙学模型下的矮星系形成理论预言相违背，从而对冷暗物质的本质提出质疑，对经典的矮星系形成理论提出挑战。该工作以中国科学院国家天文台科研团队为首，联合北京大学和清华大学的科研团队共同完成。

图1： 暗物质主导了结构形成， 星系在由暗物质主导的暗晕中形成和演化。图示为超级计算机模拟的结构形成，边长大概2亿光年。 从黑色、绿色、黄色、粉色到白色显示了密度从低到高的变化，暗晕对应于白色的高密度区域。

　　在以暗能量和冷暗物质主导的标准宇宙学模型下，星系在暗物质晕中形成和演化。在大质量的系统中，重子比例可达到宇宙的平均值，这一比例随着暗晕质量的减小迅速降低。由于低质量系统束缚重子的能力比较弱，在矮星系系统中，通常认为其重子物质含量相对于暗物质是非常少的，这也在我们银河系和本星系群的卫星星系中得到证实。不同于大的星系，在这些卫星星系中，即使在半光半径之内，都是暗物质主导的。遗憾的是，由于矮星系的光度非常暗，目前关于矮星系中的动力学研究只能局限在非常近邻的宇宙中，大部分在本星系群内或者本星系群周围。

图2：新发现的奇特矮星系之一—— UGC7920。 图片来源：DECaLS-DR8

　　这一发现对标准宇宙学模型，以及该模型下的星系形成理论提出了重大质疑，促使人们重新审视暗物质的本质——温暗物质或者Fuzzy暗物质模型将更易于解释此类矮星系的形成。另一方面， 极端条件下的重子过程也提供了可能的一种解释。回答这些问题将需要进一步借助更先进的望远镜。

关键词 : 矮星系宇宙理论