Abell 2744星系團發生一件怪事，觀測結果令人大吃一驚

科技 11-21

出品：川陀太空

製作：香港中文大學天體物理學張博士

川陀太空訊11月10日，在學術論文預印本網站arXiv上，來自英國杜倫大學的學者們仔細檢查了Abell 2744 這個為人所熟知的星系團，結果發現冷暗物質模型在解釋星系團的結構上，出現了一些明顯的偏差。這次之所以引起注意，是因為之前的觀測普遍認為，冷暗物質模型預言的衛星星系是比觀測過多了，而在Abell 2744中，似乎又過少了？這一觀測結果應該說，令人大吃一驚。那我們不妨看一看，到底是怎麼回事。

冷暗物質模型，是認為宇宙中有四分之一左右的能量來自於我們看不見摸不著的未知物質，也就稱為暗物質。

Abell 2744星系團發生一件怪事，觀測結果令人大吃一驚

來自英國杜倫大學的學者們仔細檢查了Abell 2744 這個為人所熟知的星系團，結果發現冷暗物質模型在解釋星系團的結構上，出現了一些明顯的偏差。圖片來源：哈勃官網

我們日常生活中可以接觸到，看到，摸到的物質只佔宇宙的百分之五，而剩下的百分之七十由所謂的暗能量佔據。暗物質在宇宙過去的歷史當中，所佔的比重更高，甚至可達百分之九十以上，因此它的引力效應是影響宇宙的物質結構形成的最重要因素。一般認為，暗物質應該是一種質量非常大的粒子，因此其熱運動的速度應該很低，所以稱之為冷暗物質。

在對於宇宙微波背景輻射，星系的分布等諸多方面，這種模型都取得了很大的成功。因此，冷暗物質加上暗能量的宇宙學模型，就成為了現代宇宙學的標準模型的一部分。

Abell 2744星系團發生一件怪事，觀測結果令人大吃一驚

從大爆炸發生那一瞬間，暗物質的角色就已經敲定了。圖片來源：nasa.gov

然而冷暗物質模型仍然有一些不盡如人意的地方，主要的問題出現在一個星系的尺度上，這個尺度比起宇宙整體的物質分布來說，非常小了，所以我們稱為冷暗物質模型的「小尺度危機」。在這個「小尺度危機」中，最為人所熟知的問題就是衛星星系缺失問題。

那這個衛星星系又是什麼呢？當年費南多·德·麥哲倫進行首次環球航行的時候，就看到天邊懸掛著兩個一大一小的星雲，雖然並非他首次發現，然而後世的人們還是講這兩個星雲分別叫做，大、小麥哲倫星雲。

Abell 2744星系團發生一件怪事，觀測結果令人大吃一驚

基於冷暗物質模型的宇宙學模擬，在類似於銀河系這樣的星系周圍，卻發現了成百上千個衛星星系圖片來源：nasa.gov

這兩個星雲就是圍繞著我們銀河系運動的兩個衛星星系。一般來說，星系也是形成一個個集團的，其中最大的最亮的星系可能被我們所記錄下來，而相對比較暗淡的，比較難以觀測，可以看作是這個集團當中的「衛星星系」了。

現代觀測技術不斷發展，我們已經能夠辨識出，銀河系周圍其實有幾十個甚至更多的衛星星系，然而令人感到困惑的是，高精度的，基於冷暗物質模型的宇宙學模擬，在類似於銀河系這樣的星系周圍，卻發現了成百上千個衛星星系。如此大的差別，讓人們對於冷暗物質模型提出了一些疑問。衛星星系的缺失問題，一直在困擾著天文學家們。

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