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文章作者:管理一号 | 2019-11-26
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在应用美国宇航局(NASA)行将推出的詹姆斯·韦伯太空千里镜停止的两项自力研究中,一组地理学家将不雅察银河系和邻近仙女座星系的矮星系伙伴,研究这些矮星系将协助迷信家懂得星系的构成和暗物质的性质,暗物质被认为占宇宙中大年夜约85%的物质。在第一项研究中,该研究团队将经过丈量银河系两颗矮星的活动来取得有关暗物质的信息。在第二项研究中,将研究大年夜星系仙女座星系四周四个矮星系的活动。

詹姆斯·韦伯太空千里镜还没发射,地理学家就筹划研究暗物质了!

这将有助于确认仙女座一些卫星星系能否在一个平面内运转,就像我们太阳四周的行星一样,这将对懂得星系的构成有重要意义。这两个项目标首席研究员是马里兰州巴尔摩空间千里镜迷信研究所(STSCI)的Roeland van der Marel。离我们银河系最接近的星系是伴矮星系,比银河系小很多,van der Marel和团队筹划研究其间两个矮星系Draco和Sculptor中恒星的活动,恒星轨迹或许由每个星系中暗物质产生的引力控制。

不雅测银河系伴星系中的恒星活动

经过研究恒星的活动办法,研究人员将可以确认暗物质在这些星系中的分布情况。世界中的构造是若何构成的,取决于构成世界中大年夜部分质量的暗物质的性质。知道暗物质存在,但我们不知道这些暗物质究竟是由甚么构成。只知道世界中有某种具有引力性质的器械,它会拉植物体,但其实不真的知道它是甚么。该小组将研究暗物质在矮星系中间的分布,以确认这类奥秘景象的温度特点,假设暗物质是“冷暗物质”,那么它在星系中间邻近的密度将异常高。

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假设暗物质是“暖暗物质”,它将在靠近银河中间的全部区域中变得加倍均匀。与此同时,韦伯太空千里镜近红外相机(NIRCam)将研究Draco和Sculptor的中间,另外一台仪器,近红外成像仪和无裂缝光谱仪(NIRISS),将勘察矮星系的核心。这些同步不雅测将供给一些关于恒星如安在矮星系中间和核心不合移动的洞察。它们还将能停止同一星系的两个自力丈量,以考验任何体系或仪器的影响。由于韦伯太空千里镜的光聚集面积,大年夜约是美国宇航局哈勃太空千里镜的六倍,因此该团队可以丈量比哈勃所能看到微弱很多的恒星活动。

研究矮星系伴星对仙女座的活动

一项研究中包含的恒星越多,研究小组就可以越精确地对影响它们活动的暗物质停止建模。仙女座星系是间隔我们银河系比来的大年夜邻居星系,它和银河系雷同,有很多矮星系伴星。van der Marel和研究团队筹划研究这些矮星系中的四个是若何环绕仙女座星系活动,以肯定它们能否在空间中的平面内分组,或许它们能否在环绕仙女座星系五湖四海移动。与第一个不雅测项目不合的是,该团队并没有试图丈量矮星系内的恒星若何活动。

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在这项研究中,研究妄图肯定矮星系作为一个全体是若何环绕仙女座移动的,这将供给对大年夜星系经过过程吸积和堆集较细姨系而构成过程的洞悉,和这一过程实在其实切运转道理。在大年夜多半模型中,环绕在较大年夜星系四周的矮星系不会坐落平面内。平日,迷信家们会欲望矮星系以随机的方法绕着更大年夜星系飞翔。渐渐地,这些矮星错误会掉掉落能量,并被吸积到更大年夜的星系中,而这个星系还会变得更大年夜。但是,关于银河系和仙女座星系来讲,有几项研究注解,至少有一部分矮星系坐落一个平面上,乃至能够在该平面内改变。

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确认这能否现实的办法之一是丈量他们的三维活动,假设活动实际上是在平面上,那就意味着矮星系将逗留在平面上。然则,假设伴矮星看起来在一个平面上,但他们的活动是在各个偏向上,这将标明一种有时的摆放,而不是一个耐久的构造。假设矮星系真的在一个平面上,这能够意味着几件事中的一件。有能够是很大年夜一部分矮星错误作为一个单独的个人落入了仙女座星系轨迹。假设是如许的话,矮星将保存他们一同坠入的“回想”,并且他们如今将表示出类似的动力学性质。

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另外一种能够性是仙女座的矮星系构成了所谓的“潮汐矮星系”,这些被引力绑缚的气体和恒星集合是在大年夜型螺旋星系之间的吞并或相互感化过程当中构成,它们的质量与矮星系一样大年夜,但其实不像迷信家认为的那样由暗物质主导,由于我们四周的大年夜多半矮星系都是如许。两个大年夜星系与很多气体的吞并能够会构成一些毕竟构成单一平面构造的矮星系,但这将是不平常的,由于迷信家们不认为潮汐矮星系是宇宙中占主导地位的矮星系类型,人们平日知道矮星系是在称为晕的暗物质云外部构成。

韦伯的极高精确度

这两种状况都或许意味着星系的构成或许比研究人员有时认为的更复杂。这两种状况都邑对生长星系构成实际模型的迷信家供给额外的束缚。在这两个项目中,研究团队将把韦伯太空千里镜的精确度推到极限,这是一个非常棘手的状况,由于根本上我们想要丈量的是非常渺小的活动,即想要达到的精度就像从地球上看到在月球外面每年移动几英寸的器械。这两项研究都是分派给韦伯千里镜迷信家马特山团队实在其实保时间不雅测(GTO)筹划;

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他也是总部设在华盛顿特区的大年夜学地理学研究协会(AURA)的主席,詹姆斯·韦伯太空千里镜将于2021年发射升空,到时将成为世界上首屈一指的空间迷信不雅测站,韦伯将能解开太阳系中的奥妙,超出其他恒星四周的悠远世界,摸索我们世界的奥秘构造和来源,和我们在个中的地位。詹姆斯·韦伯太空千里镜是由美国宇航局(NASA)及其协作同伴欧洲航天局(ESA)和加拿大年夜航天局引导的一个世界项目。


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