來自NASA / ESA哈勃太空望遠鏡的新數(shù)據(jù)為星系NGC 1052-DF4的潮汐破壞提供了進一步的證據(jù)。該結果解釋了先前的發(fā)現(xiàn),即該星系缺少其大部分暗物質。通過研究星系的光和球狀星團分布,天文學家得出結論,相鄰星系NGC 1035的重力將NGC 1052-DF4的暗物質剝離,現(xiàn)在正在將星系撕裂。
在2018年,一個國際研究團隊使用NASA / ESA哈勃太空望遠鏡和其他幾個天文臺首次發(fā)現(xiàn)了我們宇宙鄰居中的一個星系,該星系缺少其大部分暗物質。星系NGC 1052-DF2的這一發(fā)現(xiàn)令天文學家感到意外,因為人們了解到,暗物質(DM)是當前星系形成和演化模型中的關鍵組成部分。實際上,在沒有DM的情況下,原始氣體將缺乏足夠的引力來開始塌陷并形成新的星系。一年后,又發(fā)現(xiàn)了另一個錯過暗物質的星系NGC 1052-DF4,這進一步引發(fā)了天文學家之間關于這些天體性質的激烈辯論。
現(xiàn)在,新的哈勃數(shù)據(jù)已用于解釋NGC 1052-DF4中缺失的暗物質背后的原因,該物質距我們有4500萬光年。澳大利亞新南威爾士大學的Mireia Montes領導了一個國際天文學家團隊,使用深光學成像技術研究了銀河系。他們發(fā)現(xiàn),潮汐破壞的影響可以解釋缺失的暗物質。鄰近的大型星系NGC 1035的重力正在將NGC 1052-DF4分開。在此過程中,暗物質被去除,而恒星在隨后的階段感受到與另一個星系相互作用的影響。
直到現(xiàn)在,以這種方式清除暗物質一直對天文學家而言仍然是隱蔽的,因為只有使用能夠揭示極微弱特征的極深圖像才能觀察到這種暗物質。蒙特斯解釋說:“我們以兩種方式使用哈勃望遠鏡來發(fā)現(xiàn)NGC 1052-DF4正在發(fā)生相互作用。” “這包括研究星系的光和星系的球狀星團的分布。”
由于哈勃望遠鏡的高分辨率,天文學家可以識別出銀河系的球狀星團。西班牙加那利島的10.4米長的Gran Telescopio Canarias(GTC)望遠鏡和IAC80望遠鏡還通過進一步研究數(shù)據(jù)來補充Hubble的觀測結果。
西班牙加納里亞斯天文學研究所的團隊成員勞爾·因凡特-塞恩斯解釋說:“僅僅花費大量時間觀察天體是不夠的,對數(shù)據(jù)進行仔細的處理至關重要。” “因此,重要的是,我們不僅要使用一個望遠鏡/儀器,還要使用多個(地面和天基的)儀器。通過哈勃望遠鏡的高分辨率,我們可以識別球狀星團,然后使用GTC光度法我們獲得了物理性能。”
人們認為球狀星團是在形成星系的強烈恒星形成過程中形成的。它們的緊湊尺寸和光度使其易于觀察,因此可以很好地說明其宿主星系的性質。這樣,通過研究和表征NGC 1052-DF4中星團的空間分布,天文學家可以深入了解星系本身的當前狀態(tài)。這些星團的排列表明它們正在從其宿主星系“剝離”,這支持了潮汐破壞正在發(fā)生的結論。
通過研究銀河系的光,天文學家還發(fā)現(xiàn)了潮汐尾巴的證據(jù),這些潮汐尾巴是由遠離NGC1052-DF4的物質形成的,這進一步證明了這是一個破壞事件。進一步的分析得出結論,銀河系的中心部分保持不變,這些潮汐的尾部只有約7%的星系質量。這意味著以前沒有優(yōu)先考慮從星系中剝離出比恒星集中度低的暗物質,現(xiàn)在也開始剝離外層恒星成分。
“這一結果很好地表明,盡管銀河系的暗物質已經(jīng)從系統(tǒng)中蒸發(fā)了,但恒星才剛剛開始受到破壞機制的影響,”西班牙加那利阿斯天文學研究所的團隊成員伊格納西奧·特魯希略解釋說。“隨著時間的推移,NGC1052-DF4將被NGC1035周圍的大型系統(tǒng)吞噬,至少它們的某些恒星會在深空自由漂浮。”
發(fā)現(xiàn)支持潮汐破壞機制的證據(jù),作為對星系缺失暗物質的解釋,不僅解決了天文學難題,也為天文學家?guī)砹艘豢跉狻]有它,科學家將不得不修改我們對引力定律的理解。
蒙特斯補充說:“這一發(fā)現(xiàn)使現(xiàn)有的關于星系如何形成和演化的知識與最有利的宇宙學模型相吻合。”