據(jù)國外媒體報道，科學家通過最新的研究發(fā)現(xiàn)，在我們銀河系周圍存在一個巨大“結(jié)構(gòu)”的衛(wèi)星星系和恒星團，并圍繞著銀河系運動。天體物理學家對這一發(fā)現(xiàn)感到十分地驚訝，因為如此巨大的結(jié)構(gòu)在理論上將帶來與暗物質(zhì)相關(guān)的麻煩。暗物質(zhì)作為宇宙中極為神秘的物質(zhì)，只能通過重力效應間接察覺，更不用說通過可見光直接觀測了，科學家認為暗物質(zhì)占據(jù)了整個宇宙質(zhì)量的23%。
這一發(fā)現(xiàn)是目前為止最新的關(guān)于暗物質(zhì)存在的觀測研究，揭曉了暗物質(zhì)分布的特點。但是就在上周，天文學家宣布在太陽附近的宇宙空間并沒有檢測到暗物質(zhì)的存在，根據(jù)目前普遍接受的理論，暗物質(zhì)應該在那兒存在，而事實卻相反。
由德國波恩大學的天文學家馬塞爾·帕沃夫斯基（MarcelPawlowski）領(lǐng)導的研究小組希望借此揭開銀河系周圍暗物質(zhì)分布的情況。他們收集了大量的銀河系周圍宇宙空間的圖像等數(shù)據(jù)，從20世紀的感光底片拍攝素材到目前最先進、覆蓋最廣的斯隆數(shù)字巡天計劃所拍攝的圖像，重建出銀河系周圍衛(wèi)星星系的具體信息。
該研究小組調(diào)查了銀河系周圍大約20個衛(wèi)星星系，其中包括一些矮星系和球狀星團，發(fā)現(xiàn)它們散布在一個較為完整的平面上，該平面與銀盤形成了一個不偏不倚的角度。對此，同為波恩大學的天文學家、本項研究的合著者之一帕維爾·克勞帕（PavelKroupa）認為：從當前的理論上看，這個現(xiàn)象已經(jīng)完全違反了我們先前對暗物質(zhì)的認知。
我們朝任意一個方向觀測，應該能夠找到一些銀河系的衛(wèi)星星系。這是因為當前的星系形成以及演化模型基于暗物質(zhì)存在的前提下，由此預測出銀河系周圍的伴星系起源于多個不同的方向上，并最終形成類似球狀分布于銀河系周邊的宇宙空間中。但是，帕維爾·克勞帕認為本次發(fā)現(xiàn)隱含了一個信息，即在這片宇宙空間中沒有暗物質(zhì)存在。
這是宇宙學中的“混亂”嗎？根據(jù)當前標準的星系形成理論，暗物質(zhì)可看成引力的“支架”，使正常物質(zhì)穩(wěn)定在這個框架內(nèi)，并在早期宇宙中演化出星系。當如銀河系這類塊頭較大的星系形成后，根據(jù)標準星系演化模型，剩余的“材料”將均勻地形成數(shù)以百計的小衛(wèi)星星系，并圍繞在中央主星系周圍。
為了解釋銀河系周圍衛(wèi)星星系奇怪的分布情況，波恩大學的研究人員認為銀河系曾經(jīng)在110億年前與一個附近的星系發(fā)生碰撞，這個觀點可以用以解釋為什么一些衛(wèi)星星系的年齡非常古老。參與本項研究的天文學家帕沃夫斯基（Pawlowski）認為：根據(jù)這個思路，銀河系從其他星系中“汲取”了材料，在引力的作用下將碰撞產(chǎn)生的碎片聚攏，由此形成了矮星系和球狀星團，這便是我們現(xiàn)在所看到的銀河系衛(wèi)星星系。自那以后，殘余物質(zhì)在運行的過程中，形成了圍繞在銀河系周圍的旋轉(zhuǎn)盤面。
波恩研究小組聲稱該研究成果將對星系形成的暗物質(zhì)模型帶來沉重打擊，因為該理論顯示了星系形成過程中不需要暗物質(zhì)理論介入，由此我們將不得不完全、徹底地重新思考宇宙學，可以說現(xiàn)在的宇宙學基本上是“一片廢墟”。
雖然本項研究給予暗物質(zhì)理論一個沉重的打擊，但是該理論并非一無是處，其他天文學家也不愿意放棄暗物質(zhì)在星系形成以及演化中所起作用的研究成果。根據(jù)位于貝林厄姆的西華盛頓大學天文學家肯·賴恩斯（KenRines）介紹：雖然本項研究具有一定的代表性，但是過早地否定了暗物質(zhì)在星系演化中扮演的角色。星系形成是一項非常棘手的研究，我們現(xiàn)在還不了解詳細信息，而一些細節(jié)上的發(fā)現(xiàn)可能成為解決問題的鑰匙，并最終揭開為什么銀河系的衛(wèi)星星系分布如此不尋常。
即便暗物質(zhì)模型介入可能被證明是錯誤的，但這些矮星系神奇的排列對齊方式更有可能是個迷團。根據(jù)佛羅里達州大西洋大學的天文學家蘇坎亞·查克拉巴蒂（SukanyaChakrabarti）認為：我們也需要持懷疑態(tài)度看待改寫星系形成模型的新研究。她也認為星系碰撞的假說可以用于解釋銀河系周圍衛(wèi)星星系詭異的平面分布現(xiàn)象。
但是該模式不能解釋為什么衛(wèi)星星系當前存在某種引力行為，如果它們有更多的可見質(zhì)量那么我們就可以用可見物質(zhì)來解釋。這就暗示了一個主要原因：即科學家認為暗物質(zhì)在衛(wèi)星星系附近是存在的。不論暗物質(zhì)是否在星系形成以及演化過程中起到一定作用，佛羅里達州大西洋大學天文學家查克拉巴蒂認為有一點是肯定的，暗物質(zhì)所分布之處可帶來總質(zhì)量上的增加。
參與本項研究天文學家帕維爾·克勞帕反駁道：星系形成與演化以及行為并不是一個問題，因為該現(xiàn)象已經(jīng)被其他引力理論證明過多次，比如牛頓動力學就可以完美地描述星系的行為，其中自然也包括衛(wèi)星星系的行為。由于牛頓動力學是一個修改過的理論，其基礎理論為牛頓引力理論，而對于牛頓動力學在宇宙學上的弱點，該理論的支持者認為恒星和星系的運動可以用牛頓動力學來解釋，但是其適用范圍并不包括暗物質(zhì)。
盡管如此，天文學家查克拉巴蒂認為：“對于當前暗物質(zhì)模擬不能用于解釋銀河系衛(wèi)星星系不尋常的行為，我并不感到驚訝。”然而，暗物質(zhì)模擬在宇宙大尺度結(jié)構(gòu)演化過程中卻表現(xiàn)出色，很明顯當我們將該模型應用于解決星系尺度的問題時，就會變得不太靠譜，這是因為星系尺度結(jié)構(gòu)涉及到更多的變量，而且變量間還存在相互作用，隨著在時間上的累積，各種未知的作用就會放大，足以影響模擬結(jié)果。
查克拉巴蒂補充道：“如果你忽視了這些問題，利用暗物質(zhì)模型在星系尺度上進行模擬，想得到一個非常詳細的分析，就比如推算出銀河系所有衛(wèi)星星系的分布位置，那么看似無關(guān)的變量便會導致試驗結(jié)果的偏差。當前星系形成與演化的模擬存在不完整性，但這并不意味著暗物質(zhì)介入理論不是一個可行的概念。”本項研究的詳細結(jié)果將會刊登在最新一期的《皇家天文學會》月報上。
【銀河周圍發(fā)現(xiàn)大量衛(wèi)星星系 暗物質(zhì)理論受挑戰(zhàn)】相關(guān)文章：
★ 鳳凰號發(fā)現(xiàn)火星存在液態(tài)水直接證據(jù)
