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我们住在一个超大城市的银河系里，银河系如此之大，以至于有卫星星系围绕它运行，就像月球绕地球运行一样。这些排列告诉了我们很多关于宇宙秘密的信息，即从星系如何形成到暗物质的神秘本质。两项新的研究揭示了越来越多关于银河系周围这些“追星族”星系的信息，包括有证据表明，大型卫星星系在被吸入银河系周围轨道时，可以携带自己的小卫星星系。
科学家们还提取了这些星系周围暗物质光晕的信息，并预测银河系将拥有另外100个等待发现非常暗的卫星星系。这项研究由芝加哥大学助理教授Alex Drlica-Wagner与SLAC国家加速器实验室和威斯康星大学麦迪逊分校的科学家合作领导，其研究发表在《天体物理学》期刊上，研究在很大程度上依赖于暗能量调查的数据。这是一项由费米国家加速器实验室和芝加哥大学领导绘制天空地图的开创性努力。
暗能量调查数据给了天文学家对最小、最古老、最暗物质占主导地位星系前所未有的敏感性。这些暗淡的星系，可以教给我们很多关于恒星和星系如何形成的知识。天文学家早就知道银河系有卫星星系，包括著名的大麦哲伦云，它可以在南半球用肉眼观察，但多亏了用大型望远镜进行的调查，已知卫星星系的名单在过去20年里增加到了大约60颗。这些星系告诉了我们很多关于宇宙的信息，包括需要多少暗物质才能形成一个星系。
研究预计应该会在银河系周围发现多少个卫星星系，以及星系是否能将自己的卫星星系送入银河系轨道，这是最流行暗物质模型的关键预测。研究人员想严格回答这个问题：望远镜能探测到最暗的星系是什么？为了回答这个问题，研究人员模拟了100多万个小卫星星系，将它们嵌入到大型天文数据集中，并使用搜索算法试图重新提取它们。这使得他们能够确定哪些星系可以被探测到，哪些对于目前的望远镜来说太暗了。
然后，将这些信息与暗物质聚集的大型数值模拟相结合，以预测银河系周围的卫星星系总数。其结果是预测，大约还有100个卫星星系仍有待发现，它们围绕银河系运行。如果“失踪”的100个卫星星系被发现，这将有助于证实研究人员将暗物质和星系形成联系起来的模型。这项工作最激动人心的事情之一是，能够利用对卫星星系的测量来了解暗物质的微观属性。
暗物质的主要模型是，它是一种亚原子粒子，就像电子或质子一样，形成于早期宇宙。如果这些暗物质粒子非常轻，它们可能具有非常高的速度，这将使暗物质很难聚集并形成我们今天看到的星系。因此，科学家们表示：通过观察大量的小星系，有可能对一个暗物质粒子的质量设定一个下限。暗物质粒子的性质，可以对我们所看到的星系产生可观察到的影响。
博科园｜研究/来自：芝加哥大学
研究发表期刊《天体物理学》
DOI: 10.3847/1538-4357/ab7eb9
DOI: 10.3847/1538-4357/ab846a
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