银河系周围出现“迷失的星系”

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暗物质可能与气体物质产生了相互作用，暗物质的假设有助于科学家对银河系周围“迷失的卫星星系”的解释。为什么在银河系的周围缺少理论预期的卫星星系？一种独特的研究方法给以了解释。观测和理论分析的结果表明，银河系的周围不是一片空空荡荡的区域。通过计算机模拟技术的应用，科学家开发了有关星系如何形成的计算模型，计算结果与实际观测的数据相比，更多小型星系“潜藏”在在银河系的周围，天文学家随之提出“小型星系去哪儿了”的疑问，它们可能迷失在某些地方，天文学家只有通过观测的手段发现它们的踪迹。
科学家曾预测，更多的星系出现在银河系的周围，新的研究方法对目前广泛认可的冷暗物质理论提出了质疑。冷暗物质是一种看不见的极为神秘的物质，它们的作用机制有待科学家的探究。英国杜伦大学粒子物理现象学研究所的宇宙学家、粒子物理学家与法国的科学家同事开展了合作研究，他们找到了有潜在影响力的解决方案，相应的研究成果发表在英国皇家天文学会出版的《月度通讯》杂志。杜伦大学的科学团队使用了COSMA超级计算机，它是英国DIRAC超级计算机框架的一个组成部分，欧盟、英国科学和技术设施委员会为科学项目给以了资金支持。



暗物质粒子有引力作用，它们和光子、中微子之类的粒子发生了相互的作用，暗物质在宇宙的年轻时期出现了分散现象，暗物质团块或暗物质晕团在早期宇宙“成群结队”地涌现，暗物质通过引力作用捕获了星系间的气体物质，而星系间的气体物质是恒星和星系的物质材料源泉，气体物质的减少相当于形成星系的物质材料的下降，在银河系周围预期数量的卫星星系难以成型。
暗物质粒子的分散与消解了在银河系周围聚集的气体物质，暗物质通过捕获了气体阻碍了更多星系的形成。在银河系周围难以形成预期数量的卫星星系，在银河系的周围确实缺少卫星星系，这一事实现在得到了合理解释。论文的主要作者、杜伦大学粒子物理现象学研究所的席琳·布恩解释说，科学家不知道暗物质粒子和普通物质粒子发生相互作用的强度，科学团队采用了计算机模拟方法，以便找到两者数量间的对应关系。



科学团队把分散的暗物质粒子调试在合适的层级，从而改变了小型星系形成的数量，暗物质作用的物理机制，关键的问题是找到暗物质和其它普通物质粒子发生相互作用的数量对比关系，从粒子物理学的微观尺度出发，科学团队测量了在银河系周围旋转的星系将会受到的影响，测量结果提供了一个有价值的科学案例。在银河系周围没有形成更多的星系，目前的理论有几种版本的解释，有一种理论版本的解释，其中的原因被理解为热力学作用，第一代恒星产生的热量消解了恒星形成时所需的气体物质。
杜伦大学的科学团队给出了一种版本的理论解释，通过替代性理论和技术检验，他们从数量上分析了冷暗物质和其它物质的相互作用。暗物质的作用难以忽略，暗物质粒子组成了宇宙绝大部分的物质。计算模型规范了宇宙两种物质的相互关系，对银河系周围小星系的数量进行了预测和实际观测的验证，观测的数量少，理论预测的数量多。计算机模拟了冷暗物质的更多作用，加大了冷暗物质和其它物质相互作用的强度，比较以往的理论预测数量，在银河系周围旋转的小星系数量有了明显的下降，银河系周围的时空空旷而沉寂。



（编译：2014-9-10）