大麥哲倫星云 圖源：文獻(xiàn)[2]

　　就像太陽(yáng)有行星，行星有衛(wèi)星一樣，我們的星系也有衛(wèi)星星系，其中一些可能有更小的衛(wèi)星星系。

　　根據(jù)即將發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的研究表明，大麥哲倫星云，一個(gè)從南半球可以看到的相對(duì)較大的衛(wèi)星星系，根據(jù)歐洲航天局蓋亞任務(wù)最近的測(cè)量結(jié)果，它被認(rèn)為在第一次接近銀河系時(shí)，至少攜帶了6個(gè)自己的衛(wèi)星星系。

　　天體物理學(xué)家相信暗物質(zhì)負(fù)責(zé)大部分的宇宙結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在，美國(guó)能源部SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和暗能量調(diào)查的研究人員，利用銀河系周圍微弱星系的觀測(cè)結(jié)果，對(duì)星系的大小和結(jié)構(gòu)以及圍繞它們的暗物質(zhì)光暈，與星系之間的聯(lián)系，給出了更加嚴(yán)格的解釋。同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了存在大麥哲倫星云衛(wèi)星星系的更多證據(jù)，并做出了新的預(yù)測(cè)：如果科學(xué)家的模型正確，則銀河系應(yīng)該還有150個(gè)或更多非常微弱的衛(wèi)星星系，等待下一個(gè)發(fā)現(xiàn)。

　　天文學(xué)家早就知道銀河系有衛(wèi)星星系，但是直到2000年左右，這個(gè)數(shù)字才被認(rèn)為只有十幾個(gè)左右。隨后，觀測(cè)到的衛(wèi)星星系的數(shù)量急劇增加，這得益于Sloan數(shù)字天空調(diào)查以及包括暗能量調(diào)查（DES）等項(xiàng)目的最新發(fā)現(xiàn)，已知衛(wèi)星星系的數(shù)量已攀升至約60個(gè)。

　　這是人類第一次可以在大約四分之三的天空中尋找到這些衛(wèi)星星系，這對(duì)于了解暗物質(zhì)和星系形成的幾種不同方式確實(shí)很重要。例如，去年，他們將有關(guān)衛(wèi)星星系的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)合使用，對(duì)暗物質(zhì)與普通物質(zhì)的相互作用設(shè)定了更為嚴(yán)格的限制。

　　現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)正在使用對(duì)大部分天空進(jìn)行全面搜索獲得的數(shù)據(jù)來(lái)提出不同的問(wèn)題，包括：形成一個(gè)星系需要多少暗物質(zhì)；我們應(yīng)該期望在銀河系周圍找到多少個(gè)衛(wèi)星星系；星系是否可以將自己的衛(wèi)星帶入我們周圍的軌道——這是最流行的暗物質(zhì)模型的關(guān)鍵預(yù)測(cè)。

　　最后一個(gè)問(wèn)題的答案似乎是肯定的。

從大量宇宙學(xué)量中重新模擬銀河系光暈 圖源：文獻(xiàn)[1]

　　在幾年前，暗能量調(diào)查在大麥哲倫星云附近探測(cè)到的衛(wèi)星星系比它們?cè)谔炜罩须S機(jī)分布的情況下預(yù)計(jì)的要多。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，其中六個(gè)衛(wèi)星星系隨LMC一起落入了銀河系。

　　為了更深入地研究大麥哲倫星云的衛(wèi)星，研究團(tuán)隊(duì)分析了對(duì)數(shù)百萬(wàn)個(gè)可能宇宙的計(jì)算機(jī)模擬。這些模擬最初是由茅耀元進(jìn)行的。這些模擬模擬了彌漫在銀河系中的暗物質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成，包括一些細(xì)節(jié)，如銀河系中更小的暗物質(zhì)團(tuán)塊，這些暗物質(zhì)團(tuán)塊被認(rèn)為是衛(wèi)星星系的宿主。為了將暗物質(zhì)與星系形成聯(lián)系起來(lái)，研究人員使用了一種靈活的模型，該模型允許他們考慮目前對(duì)星系形成的理解中的不確定性，包括星系的亮度與暗物質(zhì)團(tuán)塊質(zhì)量之間的關(guān)系。

　　考慮到衛(wèi)星星系在天空中的位置以及它們的亮度、大小和距離，這個(gè)模型是目前的調(diào)查中最有可能看到的衛(wèi)星星系。

　　團(tuán)隊(duì)掌握了這些條件后，并使用各種參數(shù)運(yùn)行了模型，并搜索了類似大麥哲倫星云的星體落入銀河系銀河系的引力中的模擬。通過(guò)將這些情況與銀河觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，他們可以推斷出一系列的天體參數(shù)，包括應(yīng)該與大麥哲倫星云一起標(biāo)記多少個(gè)星系。這些結(jié)果與觀察結(jié)果一致：目前應(yīng)該在星云附近發(fā)現(xiàn)六個(gè)衛(wèi)星星系，移動(dòng)速度與觀察到的大致相同。模擬還表明，大麥哲倫星云大約在22億年前首次到達(dá)銀河系，這與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)其的運(yùn)動(dòng)的高精度測(cè)量相一致。

　　除了大麥哲倫星云的發(fā)現(xiàn)外，該團(tuán)隊(duì)還對(duì)暗物質(zhì)光暈與星系結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系進(jìn)行了更精確的限制。例如，在與銀河系和大麥哲倫星云的歷史最接近的模擬中，天文學(xué)家目前可以觀察到的最小的星系，其恒星質(zhì)量應(yīng)約為一百個(gè)太陽(yáng)，暗物質(zhì)的質(zhì)量約為一百萬(wàn)倍。根據(jù)該模型的推論，可以觀測(cè)到的最微弱的星系可能在光暈中形成，其質(zhì)量可能比其小一百倍。

　　如果模擬正確，那將有大約100個(gè)以上的衛(wèi)星星系徘徊在銀河系周圍，是已發(fā)現(xiàn)數(shù)量的兩倍多。這些星系的發(fā)現(xiàn)將有助于證實(shí)研究人員關(guān)于暗物質(zhì)與星系形成之間聯(lián)系的模型，并且可能對(duì)暗物質(zhì)本身的性質(zhì)施加更嚴(yán)格的約束。



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