暗物质：星系诞生的新证据

Sevilla的天好蓝

2011年02月25日 16:21:58 　来源： 新华国际
  美国《时代》周刊网站2月2 3日文章 原题：暗物质，明亮的恒星：星系如何诞生的新证据
    如果你觉得暗物质的概念令人难以置信，那么很多人和你一样。几十年前，少数天文学家开始怀疑宇宙充满了某种看不见的神秘物质，它通过其强大的引力作用于星系。也是在同一时期，那些天文学家的同行大多认为这是一个近乎疯狂的想法而对此嗤之以鼻。
    然而，证据不断增加，如今暗物质已经成为现代天体物理学中一个牢固确立的概念。实际上，这个概念几乎必须存在，这样才能解释为何单个星系快速旋转却没有分崩离析和星系群为何以这样相互作用的方式运动。如果不存在比恒星、气体云和其他可见物质多10倍的暗物质，那么宇宙将不合情理。大自然憎恶不合理，因此在我们生活的宇宙中，几乎每一个星系，包括银河系在内，都被安全地包裹在一团巨大的暗物质中。
    天体物理学家还确信，最先出现的是不同大小的暗物质团。这些看不见的暗物质团随后吸引普通物质，形成星系。不过，所形成的星系大小不尽相同，有些小，有些非常大，还有些是真正多产的恒星制造者———它们在1亿年的时间里，每年可以制造多达1000颗新恒星。这些被称作星暴的星系长久以来就令天文学家困惑，不过新近发表在英国《自然》周刊上的一篇论文可能最终对它们作出了解释。答案再一次与暗物质有关。
    这篇论文的联合作者之一、来自加利福尼亚大学欧文分校的阿桑塔·库雷说，星暴星系的形成完全是暗物质团块大小的问题。如果团块过大，那么氢气就无法有效地结合起来，不足以保持一种极度活跃的造星状态。相反，氢气会分开，形成几个不同的、相对平静的星系。相比之下，如果暗物质团过小，那么氢气就过于有效地结合起来。恒星形成得如此迅猛以致它们的热量阻止其他氢气结合。这种极度活跃的状态是短暂的。
    所有这些结论都是库雷及其同事从赫舍尔太空望远镜获得的数据得出的。赫舍尔望远镜是红外线望远镜。年轻、遥远的尘埃星系在红外线下尤其明亮，因此虽然赫舍尔望远镜不能生成单个星系的图像，但却可以测量在宇宙各处涌动的红外能量流中较亮和较暗的点。较亮的点代表星系团较密集区域，较暗的点表示稀疏的区域。
    科学家随后把他们观察到的结果与对早期宇宙的计算机模拟结果加以比较，来揭示暗物质应该如何分布。比较结果显示，中型暗物质团与星暴星系之间有很大的相关性。换句话说，古老的模型与当前的实际情况一致。库雷承认：“这不像是发现一颗新行星，所有人都大声惊叹，但这是个相当棒的结果。”