一个巨大、看不见的暗物质团块已经使银河系变形。
我们原本认为银河系是一个平坦圆盘,由 2 条主旋臂组成,但 20 世纪中叶以来种种测量显示银河系边界正莫名其妙地弯曲变形,一些区域略微向下弯曲,另一些则略微向上弯曲。
现在一项新电脑模拟结果表明:包裹着并渗透进银河系内部的无形暗物质晕,是迄今为止解释银河系形状所有特征的唯一解释,也证明银河系嵌在倾斜的暗物质晕中。
暗物质是种完全不可见、迄今未确认过本体的神秘粒子,科学家透过观察它们对周围环境的引力影响得知它们存在。而螺旋星系从盘面向外延伸的“晕”特征非常明显,比如银河系银晕大致成球形,由一些恒星、银冕 (热气体)与暗物质团块组成,在 2022 年一项研究中,天文学家利用盖亚卫星调查该区域,发现悬浮在银晕中的恒星出现奇怪失衡。
为了解开不平衡原因,究人员使用电脑模型重建类似银河系的年轻星系,其暗物质晕设定相对于盘面倾斜 25 度,经过 50 亿年成长,模拟结果表明形成一个与当今银河系非常相像的星系,而与恒星光晕方向相同的暗物质晕,能在银盘引起与数据相同幅度与方向的扭曲。
导致银河系周围暗物质倾斜的原因尚不清楚,但模拟直指银河系边界扭曲与看不见的暗物质光环息息相关,且银河系很可能曾经历一次巨大碰撞导致暗物质晕向上倾斜多达 50 度,然后花了约 50 亿年时间慢慢向下摆动至目前的 20 度。
暗物质晕与银盘的错位为银河系形成历史带来新线索,也能让银河系动力学建模更加精确。新论文发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊。