冷暗物质造成银河系周围“迷失的星系”

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暗物质与气体物质产生了相互作用，暗物质的存在解释了银河系周围“迷失的卫星星系”。科学家相信，新的方法解释了为什么在银河系周围缺少理论预期的卫星星系。观测和理论分析显示，银河系周围不是“空空荡荡”的区域。通过计算机的模拟技术，科学家开发了新的计算星系如何形成的模型，他们的计算结果显示，与实际观测到的数量相比，更多的小型星系“潜藏”在在银河系的周围，天文学家随之提出了问题，这些小型星系去哪儿了？它们也许迷失在什么地方，天文学家通过什么观测手段发现它们的踪迹？

科学家曾经预测，有更多的星系出现在我们银河系的周围，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，冷暗物质是看不见的极为神秘的一种物质，它们的作用机制有待科学家的探明。现在，英国杜伦大学粒子物理现象学研究所的宇宙学家、粒子物理学家和法国的科学家同事开展了合作研究，他们找到了一种具有潜在影响力的解决方案，科学团队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。暗物质粒子具有引力作用，它们和光子、中微子一类粒子产生了相互的作用，在年轻时期的宇宙引起了暗物质的分散现象，暗物质团块、或暗物质晕团在早期宇宙“成群结队”地出现，暗物质通过引力作用捕获了星系之间的气体物质，而星系之间的气体物质形成了恒星和星系物质材料的来源，减少气体物质相当于减少了星系形成的物质材料，预期数量的在银河系周围的卫星星系难以形成。
分散的暗物质粒子消解了在银河系周围聚集的气体物质，通过捕获气体的形式阻碍了更多星系的形成，在银河系周围难以存在预期数量的卫星星系，银河系周围缺少卫星星系的事实得到了合理解释。文章的主要作者、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与普通物质粒子相互作用的强度，科学团队开始采用计算机的模拟方法，试图找到两者数量之间的对应关系。他们将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的形成数量，从中得到了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相互作用的数量关系，他们从粒子物理学的微观尺度测量了在银河系周围旋转的星系受到怎样的影响，测量结论提供了一个有价值的科学案例。

为什么在银河系周围没有形成更多的星系？目前的理论准备了几种版本的解释，一种版本的理论解释是将其中的原因理解为热力学的作用，第一代恒星产生的热量消解了恒星形成所需要的气体物质。杜伦大学研究团队的新发现给出了另一种版本的理论解释，他们找到了替代性的理论和检验技术，从数量上探测冷暗物质和其它物质粒子的相互作用。不能忽略暗物质的作用，宇宙绝大部分的物质由暗物质粒子组成。新的计算模型解释了宇宙两种物质的相互关系，预测和验证了实际观测的银河系周围的小星系数量，为什么观测的数量少，而理论预测的数量多？在计算机的模拟中让冷暗物质发挥了稍多的作用，加大了一些冷暗物质和其它物质的作用强度，与过去理论预测的数量相比，在银河系周围转动的小星系数量出现了显著下降，银河系周围显得空旷、沉寂。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提供了资金支持。

（编译：2014-9-10）


本文选自：今日头条