星系花园·双鱼月·银河
花小蜜
常识科普人
作为银河系的精灵，太阳系所在星泡已知唯一的智慧生命，这一世人类始终困惑于银河相关的一切参数不明，不识银河真面目，只缘身在银河中。观测盲区以及技术的落后一直限制着人类的想象力，不过，NASA极其盟友近日又宣布了一个“成果”：
咱们太阳系的质量
与银河中的数千亿个姊妹恒星
再加上银心中那个
数百亿倍太阳质量的黑洞
是否
就约等于整个银河系的分量了呢
答案是否定的
不断拓展的视野
就在几个小时之前
我们欣喜地发现
福布斯这类大媒体在报道
NASA刚刚发现的一颗系外行星
它是由美国宇航局新的TESS任务
凌日系外行星调查卫星计划
发现的
NASA给它的编号HD21749B
它是地球直径的三倍
质量的23倍
更像一个中型的行星
这种大小的系外行星并不罕见
但它的密度
却正好界于岩石状类地行星
和大个头海王星这类冰巨人之间
它的发现成了一个新的热点
除了行星方面越来越多的探索
NASA科学家们对恒星
对银河系的理解
似乎又跃迁了一个档次
银河系的真实分量
长久以来
人类受到工具的困扰
难以看清银河系的真面目
自从
NASA拥有了哈勃太空望远镜
和欧天局有了盖亚卫星
银河系的拼图变得清晰起来
位于马里兰州巴尔的摩的
太空望远镜科学研究所
STSCI
的Roeland van der Marel博士说
我们希望
更准确地了解银河系的质量
以便我们可以
将其置于宇宙学背景中
并与星系演化的理论模型进行比较
不知道银河系的精确质量
会为许多宇宙学问题
制造麻烦
半个世纪之前
NASA使用那个时代的观测
估算了我们银河系的质量
当时估计值在5000亿
到30000亿个太阳质量之间
solar mass=2×10^30kg
随着技术的改进和测量精度的提升
估值的范围越来越小
现在NASA宣布
银河系的总质量是
约15000亿个太阳的质量
之前我们已知的是
其他姊妹恒星的质量
大约是太阳的2000亿至4000亿倍
银心超级黑洞的质量
大约是400亿个太阳的质量
所以呢
1.5万亿减去他们的差额很大啊
到底哪儿出了问题呢
这时候NASA的科学家们
搬出了万能护身符
也就是那个神秘的口袋科学术语
暗物质
这是一个神奇的概念
宇宙中一切
使用现阶段理论模型解释不了的现象
都可以甩锅给暗物质的存在
请注意
构成黑洞的是明物质
所以暗物质并不是指黑或者暗
而是以目前电磁维度探知不了的存在
追踪球状星团
美国的哈勃太空望远镜
和欧洲的盖亚
在观天领域是分工互补的关系
盖亚对那些显而易见的明亮星团
进行追踪
构建精确的三维地图
以便于精确的全天测量
而哈勃往往致力于观测较暗的天体
追踪更远更暗淡的光
十年来
盖亚测量了6.5万光年内的34个星团
哈勃团队则测量了
13万光年范围内的12个星团
图为太空望远镜拍摄的球状星团NGC 5466
十年来变迁图区分出了前景与遥远的光芒
根据这些星团
由远及近的质量分布结果
天文学家估算出了
银河系
距地球近100万光年内的质量分布趋势
对此
南方天文台的Laura Watkins解释说
她是这篇新论文的第一署名人
我们从宇宙学模拟
推论出
星系中质量的分布应该是什么样的
因此
我们可以计算出
这种推断针对银河观测的准确度
………………
当然
美国的天文学家
似乎更在意暗物质的追寻
精确追踪各个球状星团的加速度
把它们当做追踪器
可以启发人类更快地探究星系暗物质
而这些星团
是我们银河系最古老的定居者
在所谓的大爆炸之后的数亿年间
他们就出现在了
原始银河的悬壁之上
而我们的太阳母亲也处于类似位置
暗物质该怎么追踪
首先必须明确一点
暗物质是一种假设的物质形式
目前被认为
大约占宇宙物质总量的85%
也就是说
咱们可以探知的明物质的边界
在目前的宇宙学推断中只能占15%
暗物质之所以被称为暗物质
是因为
它似乎不与可观测的电磁辐射
相互作用
这种探知障碍并不局限于可见光
它涵盖一切我们已知种类辐射
因此
那些设想中的暗物质
对一切电磁仪器来说是不可探知的
那到底该如何证明它们存在
而且远多于咱们的普通物质呢
Rotation curve of a typical spiral galaxy: predicted (A) and observed (B). Dark matter can explain the 'flat' appearance of the velocity curve out to a large radius.
这是一个
典型螺旋星系的旋转曲线
目前宇宙学理论预测的曲线为A
而观测结果为B
暗物质如果真实存在
星系大半径速度曲线平坦外观
才能获得解释
花小蜜
常识科普人
近代人类构建的宇宙学模型，从一开始就在被观测结果挑战着，无论是星际红移还是悬臂上各星团奇特的加速度，都预示着，整个理论架构似乎有点问题。而宣称暗物质、暗能量确实是个偷懒的好办法，因为假设出的这些神奇粒子不参与电磁作用，但却拥有引力场……而且，远比我们有能力探知的宇宙物质多得多。基于此，狂妄人类的三个自信又被打回到了原点不是吗？
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