热天中文网

第11章 本星系群(第5页)

天才一秒记住【热天中文网】地址:https://www.rtzw.net

但当时没人相信:毕竟,“看不见”

不等于“存在”

12决定性证据:星系旋转曲线的“异常”

(1970年代)真正让暗物质从“猜想”

变成“科学事实”

的,是美国天文学家薇拉·鲁宾(verarub)的观测。

1970年代,她研究仙女座星系(31)的旋转曲线——即星系中恒星的旋转速度随距离中心的变化。

,!

按照牛顿引力,星系外围的恒星速度应该随距离增加而下降(就像太阳系中,冥王星的速度比地球慢);但鲁宾发现:仙女座星系外围的恒星速度没有下降,反而保持在约220公里秒的高速度——这说明,星系外围有大量“看不见的质量”

,用引力拉着这些恒星,不让它们飞出去!

鲁宾的发现震惊了天文学界:几乎所有星系,都有一个“暗物质晕”

(darkatterhalo)——包裹着可见星系的巨大暗物质球,质量是可见物质的10-100倍。

13本星系群的“暗物质确认”

:从卫星星系到引力透镜兹威基和鲁宾的理论,在本星系群中得到了直接验证:卫星星系的运动:小麦哲伦云(sc)绕银河系旋转,速度约170公里秒。

根据可见物质计算,银河系的引力只能拉住速度100公里秒的天体——但sc的速度更快,说明银河系的暗物质晕提供了额外的引力;引力透镜效应:仙女座星系(31)是一个“引力透镜”

,它会把背景星系的光线弯曲成弧形。

通过测量弧形的扭曲程度,科学家算出31周围的暗物质晕质量约为12x1012倍太阳质量——是可见物质的8倍;星系团的动力学:本星系群的总质量,通过卫星星系的轨道计算,约为15x1012倍太阳质量——其中暗物质占85(约1275x1012倍太阳质量),可见物质只占15(约225x1011倍太阳质量)。

二、本星系群的“暗物质证据链”

:三个关键观测暗物质看不见,但它的“引力痕迹”

无处不在。

在本星系群中,我们有三个直接证据,证明暗物质的存在:21银河系的“旋转曲线”

:暗物质晕的“签名”

银河系是我们最熟悉的星系,它的旋转曲线藏着暗物质的“密码”

:可见物质的贡献:银河系的可见物质(恒星、气体、尘埃)主要集中在核球和旋臂,质量约12x1012倍太阳质量;旋转速度的异常:银河系外围(距离银心10万光年处)的恒星速度约250公里秒——按照可见物质的引力,这个速度应该只有150公里秒;暗物质晕的“补足”

:要让外围恒星保持250公里秒的速度,银河系需要一个直径约100万光年的暗物质晕,质量约1x1012倍太阳质量——是可见物质的8倍。

这个暗物质晕不是“均匀的球”

,而是“密度梯度”

的:中心密度高(约10?2?克立方厘米),向外逐渐降低,延伸到银河系边缘之外。

22卫星星系的“轨道陷阱”

:暗物质的“引力笼子”

本星系群中的卫星星系(如小麦哲伦云、大麦哲伦云),是被银河系或仙女座的暗物质晕“困住”

的“囚徒”

:小麦哲伦云(sc):距离银河系约20万光年,质量约7x10?倍太阳质量。

它的轨道是“椭圆”

的,近日点约16万光年,远日点约22万光年。

如果没有银河系的暗物质晕,sc会因为速度太快(约170公里秒)而逃逸;大麦哲伦云(lc):距离银河系约16万光年,质量约1x101?倍太阳质量。

它的旋转速度更快(约270公里秒),但依然被银河系的暗物质晕“拉住”

——它的轨道正在慢慢缩小,未来可能会被银河系合并。

本章未完,请点击下一章继续阅读!若浏览器显示没有新章节了,请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单,退出阅读模式即可,谢谢!

如遇章节错误,请点击报错(无需登陆)

新书推荐

我与诡异称兄道弟美人眸北宋大表哥诸天武道纵横武德充沛半盲女的英雄之旅大明:爷爷,我不想当皇上啊末世女主难当家养锦鲤小医妻LOL:摆烂我忍了,摆摊过分了企鹅系玩家快穿之这个反派是我家的快穿之灵愿收集清宫重生要逆命末世召唤狂潮锦堂归燕诸天:开局变成黑眼僵尸[综英美]我在超英世界里开鬼屋恋爱要在模拟后全职艺术家破浪重生从闲鱼赢起和反派大佬闪婚后,他恋爱脑了闪婚厚爱:墨少宠妻成瘾功夫萌崽四岁半,17个哥哥团宠我