星系運行方式中的一個詭異的現象，表明暗物質理論可能有缺陷

探索 02-04

新發現表明星系衛星系的運行過於循規蹈距。?

Finale

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John Williams

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人馬座A星系（NGC 5128）是一個活躍星系，它很可能是由一個橢圓星系和一個旋渦星系融合產生的。最近天文學家發現，人馬座A星系16個衛星系中的14個在相同的平面上圍繞主星系運行。ESO

仙女座星系和它的兩個衛星系M110（星系盤下方）?M32（星系盤上方）。Adam Evans

今天立春。新年還沒到，春天已經開始了。我們中國人就是這麼有思想。

人類對宇宙的認識是不斷深入的，但在觀測證據不符合理論預期的情況下，也需要不斷修正。這不，天文學家最近對人馬座A星系衛星系群的分析結果表明，暗物質理論，乃至整個宇宙理論的基本框架有可能出了問題。

人馬座A星系距離我們大約1300萬光年，是一個相對較近的星系。它的周圍有一大群小星系圍繞著它運行，這些小星系被稱為衛星系，意思是說，它們的行為有點像行星的衛星。

根據現行的理論，衛星系的空間分布，以及它們圍繞大星系運行的方式應該是隨機的，它們的軌道平面應該各不相同。但瑞士巴塞爾大學的Oliver Müller等人卻發現，人馬座A星系絕大部分衛星系都集中在一個相同的平面附近運行（就像太陽系的主要天體都集中在一個相同的平面附近運行一樣）。

這其實已經不是天文學家首次發現衛星系的公轉行為與理論預期不符。前兩個標新立異者不是旁人，正是我們所在的銀河系，以及距離我們最近的河外大星系——仙女座星系。此前人們的解釋是，這哥倆是特例。但這一次卻不大說得過去。因為在所有進行過分析的三個星系中，所有三個星系，也就是100%，都是這種情況。而現行理論認為，衛星系群共享同一個軌道平面的概率只有0.5%。

當然，標新立異者總是會有。三個樣本從數量上來說仍然是少的。但這依然不能讓我們免於陷入這樣一種思考，即在衛星系的公轉方式中，是否真的一點規律都沒有？如果有規律，那麼現有的宇宙模型、現有的暗物質理論，可能就有問題了。一種現象如果具有普遍性，那麼就必須加以合理解釋。

人馬座A星系之所以被當作研究對象，是因為它的衛星系都整齊地排列在一個與星系盤相垂直的平面上，且這個平面正好面對著地球。這意味著我們從這些衛星系身上測得的任何多普勒紅移效應，都是源於它們圍繞星系中心的運動，而不是源於朝向或遠離我們方向上的運動。天文學家總共觀測了這些衛星系中的16個，結果發現其中14個都在圍繞著星系中心運行。

如果最終的結論是，衛星系這種集中在一個平面上的運動方式在宇宙中很常見，那麼我們對暗物質的認識就一定出了問題。不過這並不能證明暗物質不存在。這一結論的意義在於，我們對暗物質和宇宙相互影響方式的理解可能並不準確。有可能正是由於這個原因，我們才一直找不到暗物質存在的直接證據。

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（杭州站）

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