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第1473章 新的征途

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英国剑桥天文研究所的安迪·费边是该项研究小组的成员之一,他说:“星系群是宇宙中不断扩张的最大天体。“从较稳定区域到混乱区域的距离被称之为“维里半径“。

费边表示,该项研究首次揭示了星系群维里半径外部的X射线以及外部气体的温度和密度,让我们首次看到了星系群完整的X光片。为了看到该星系群外部的X射线,探测器必须具有特别低的背景噪音,朱雀号上所安装有先进的X射线探测器。此外,它还具有低轨道优势。低轨道意味着朱雀号在很大程度上可以受到地球磁场的保护。因此,它比别的X射线探测器具有更低的背景噪音。

暗物质(Dark matter)是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质,它可能是宇宙物质的主要组成部分,但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。大量天文学观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象可以在假设暗物质存在的前提下得到很好的解释。现代天文学通过天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果表明暗物质可能大量存在于星系、星团及宇宙中,其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型(ΛCDM模型)可确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。

一种被广泛接受的理论认为,组成暗物质的是“弱相互作用有质量粒子”(weakly interacting massive particle, WIMP),其质量和相互作用强度在电弱标度附近,在宇宙膨胀过程中通过热退耦合过程获得观测到的剩余丰度。此外,也有假说认为暗物质是由其他类型的粒子组成的,例如轴子(axion),惰性中微子(sterile neutrino)等。

最早提出“暗物质”可能存在的是天文学家卡普坦(Jacobus Kapteyn),他于1922年提出可以通过星体系统的运动间接推断出星体周围可能存在的不可见物质。1932年,天文学家奥尔特(Jan Oort)对太阳系附近星体运动进行了暗物质研究。然而未能得出暗物质存在的确凿结论。1933年,天体物理学家兹威基(Fritz Zwicky)利用光谱红移测量了后发座星系团中各个星系相对于星系团的运动速度。利用位力定理,他发现星系团中星系的速度弥散度太高,仅靠星系团中可见星系的质量产生的引力是无法将其束缚在星系团内的,因此星系团中应该存在大量的暗物质,其质量为可见星系的至少百倍以上。史密斯(S. Smith)在1936年对室女座星系团的观测也支持这一结论。不过这一概念突破性的结论在当时未能引起学术界的重视。1939年,天文学家巴布科克(Horace W. Babcock)通过研究仙女座大星云的光谱研究,显示星系外围的区域中星体的旋转运动速度远比通过开普勒定律预期的要大,对应于较大的质光比。这暗示着该星系中可能存在大量的暗物质。1940年奥尔特对星系NGC3115外围区域星体运动速度的研究,指出其总质光比可达约250。

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