猴塞雷

科学观察员
科学赐予人类相信真理的力量

在银河系卫星的帮助下,发现了暗物质晕和星系形成之间的联系

在银河系卫星的帮助下,发现了暗物质晕和星系形成之间的联系

就像我们绕着太阳转,月亮绕着我们转一样,银河系也有自己的卫星星系。根据这些星系邻居的数据,一个新的模型表明,银河系应该还有大约100个非常暗的卫星星系等待被发现。

就像太阳有行星,行星有卫星一样,我们的星系也有卫星星系,其中一些可能有更小的卫星星系。智慧,大麦哲伦星云(LMC),一个相对较大的卫星星系可见从南半球,被认为是带来了至少六个自己的卫星星系当它第一次靠近银河系,基于最近从欧洲太空Agency&rsquo测量;年代盖亚的使命。

天体物理学家相信暗物质负责大部分的结构,现在部门的研究人员Energy’ s SLAC国家加速器实验室和暗能量调查画在微弱的星系的观测银河系Way 将严格限制星系的大小和结构之间的联系,在他们的周围的暗物质晕。与此同时,他们发现了更多LMC卫星星系存在的证据,并做出了新的预测:模型是正确的,银河系应该还有150个或更多的非常暗的卫星星系等待着下一代项目的发现,比如维拉C.鲁宾天文台的空间和时间的遗产调查。

这项新的研究,发表在《天体物理学杂志》上4月15日,2020年,是一个更大的一部分努力理解暗物质是如何工作的尺度小于我们的星系,伊桑?纳德勒说,study’第一作者和研究所研究生卡夫粒子天体物理学与宇宙学学院(KIPAC)和斯坦福大学。

我们很了解暗物质的一些情况。暗物质到底有多少,它是如何聚集在一起的?但是所有这些表述都是有条件的,是的,这就是它在比我们的星系群更大的尺度上的行为;纳德勒说。然后问题是,这在我们能测量的最小尺度上有效吗?

闪亮的galaxies’暗物质的光

天文学家早就知道银河系有卫星星系,包括大麦哲伦星云,从南半球用肉眼就能看到,但直到2000年左右,这个数字一直被认为只有12个左右。从那时起,观测到的卫星星系数量急剧增加。由于斯隆数字巡天计划以及包括暗能量巡天计划(DES)在内的一些项目的最新发现,已知的卫星星系数量已攀升至约60个。

这样的发现总是令人兴奋的,但也许最令人兴奋的是这些数据能告诉我们什么是宇宙。这是第一次,我们可以在大约四分之三的天空中寻找这些卫星星系,这对于了解暗物质和星系形成的几种不同方法来说真的很重要。KIPAC的主任丽莎·韦奇斯勒(Risa Wechsler)说。例如,去年,韦克斯勒、纳德勒和同事们利用卫星星系的数据,结合计算机模拟,对暗物质与普通物质的相互作用进行了更严格的限制。

韦氏,纳德勒和DES的团队正在使用数据从一个全面的搜索在大部分的天空问不同的问题,包括多少暗物质需要形成一个星系,我们应该期望找到多少卫星星系银河系和星系是否能带来自己的卫星绕自己的mdash;,最受欢迎的一个重要预测模型的暗物质又是;

银河系等级制度的暗示

最后一个问题的答案似乎是一个响亮的“是”。

对从早期宇宙到今天的暗物质结构形成的模拟。引力使暗物质聚集成稠密的晕,由形成星系的明亮斑块表示。在这个模拟的大约18秒的时候,一个类似于承载银河系的光环开始在这个框架的中心顶部附近形成。不久之后,一个较小的光晕开始在屏幕的顶部中心形成。这个光环以大约35秒的时间落入第一个更大的光环,模仿大麦哲伦星云落入银河系的情形。SLAC和斯坦福大学的研究人员与来自暗能量调查的合作者合作,利用类似的模拟来更好地理解暗物质和星系形成之间的联系。资料来源:Ralf Kaehler/SLAC国家加速器实验室

探测卫星星系等级的可能性最早出现在几年前,当时DES在大麦哲伦星云附近探测到的卫星星系比它们在天空中随机分布的情况下预计的要多。纳德勒说,根据盖亚的测量结果,这些观测结果特别有趣。盖亚的测量结果显示,其中六个卫星星系随LMC一起落入了银河系。

为了更深入地研究lmcs卫星,纳德勒和他的团队分析了对数百万个可能宇宙的计算机模拟。最初由毛姚远,这些模拟前研究生Wechsler’现在罗格斯大学,暗物质模型的形成渗透到银河系的结构,包括细节,如小暗物质团内预计将主人的银河系的卫星星系。为了将暗物质与星系形成联系起来,研究人员使用了一个灵活的模型,该模型允许他们考虑到目前对星系形成的理解中的不确定性,包括星系之间的关系;亮度和形成它们的暗物质团块的质量。

DES的工作由其他团队,包括学院前KIPAC students 亚历克斯·Drlica-Wagner威尔逊研究员费米实验室的助理教授天文学和天体物理学在芝加哥大学,以及Keith Bechtol物理威斯康星大学麦迪逊分校的助理教授,和他们的合作者产生关键的最后一步:考虑到卫星星系在天空中的位置以及它们的亮度、大小和距离,这个模型是目前的调查中最有可能看到的卫星星系。

有了这些组件,研究小组就可以用大范围的参数来运行他们的模型,并寻找类lmc物体落入类银河系的引力牵引下的模拟。通过将这些情况与星系观测结果进行比较,他们可以推断出一系列的天体物理参数,包括有多少卫星星系应该与LMC一起被标记。纳德勒说,这些结果与盖亚的观测结果是一致的:目前应该在LMC附近探测到6个卫星星系,它们的移动速度大致正确,位置也大致与天文学家之前观测到的相同。模拟还表明,LMC在大约22亿年前首次接近银河系,这与哈勃太空望远镜对LMC运动的高精度测量一致。

然而,看不见的星系

除了LMC的发现,研究小组还限制了暗物质晕和星系结构之间的联系。例如,在最接近银河系和LMC历史的模拟中,天文学家目前能观测到的最小的星系应该有大约100个太阳质量的恒星,以及大约100万倍的暗物质。根据该模型的外推,可以观测到的最暗的星系形成的晕质量可能是它的100倍。

纳德勒说,未来还会有更多的发现:如果模拟结果是正确的,将会有大约100个以上的卫星星系在银河系周围徘徊,这个数字是已经发现的卫星星系数量的两倍多。这些星系的发现将有助于证实研究人员的推测。他说,暗物质和星系形成之间联系的模型,可能对暗物质本身的性质有更严格的限制。

银河卫星普查。二世。星系晕连接的限制,包括大麦哲伦星云的影响;E. O. Nadler, R. H. Wechsler, K. Bechtol, y.y。毛,g . Greeng a . Drlica-Wagner m . McNanna茂,a . b .速度,j·d·西蒙,a . Kravtsov Dodelson, t·s·李,a·h·赖利m . y . Wang t·m·c·艾伯特·m·Aguena勒姆,j .安妮·阿维拉,g·m·伯恩斯坦e·贝尔坦公司d·布鲁克斯·d·l·伯克a Carnero罗塞尔,m·卡拉斯科,j . Carretero m . Costanzi l . n . da Costa j . De韦森特,德赛,a . e .分离b . Flaugher p . Fosalba j . Frieman j . Garcí a-Bellido, e . Gaztanaga d·格伦·d·w·格迪斯,j . Gschwend g·古铁雷斯w·g·哈特利,s r·辛顿k . Honscheid e . Krause k . Kuehn n . Kuropatkin o . Lahav表示m·a·g·玛雅j·l·马歇尔f . Menanteau r·纳斯a . Palmese f . Paz-Chinchó n, a . a .广场a·k·罗默e·桑切斯b·圣地亚哥诉Scarpine m·史密斯,美国Serrano m . Soares-Santos e . Suchyta g . Tarle d·托马斯·t·n·巴尔加,a·r·沃克和合作(DES), 2020年4月15日,天体物理学杂志》上。

1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / ab846a

这项研究是暗能量调查的合作成果,由银河系工作组牵头,包括芝加哥大学的本科生西德尼·茂(Sidney Mau)和威斯康辛大学麦迪逊分校的研究生米奇·麦克南纳(Mitch McNanna)在内的初级成员做出了大量贡献。这项研究得到了美国国家科学基金会研究生奖学金、斯坦福大学能源部科学办公室以及斯坦福大学的资助。

猴塞雷 版权所有,未经允许不得转载:猴塞雷 » 在银河系卫星的帮助下,发现了暗物质晕和星系形成之间的联系
分享到: 更多 (0)

猜你也想读下面的文章: