宇宙学的标准模型表明，暗物质粒子的光环围绕着大多数星系。然而，这个暗物质光环是看不见的，但它的质量对附近的星系施加了强大的引力。
一项新的研究由 波恩大学 （德国）和 圣安德鲁斯大学 （苏格兰）挑战了这种宇宙观。结果表明，距离地球第二近的星系团——天炉座星系团——的矮星系没有这种暗物质晕。
特别是，科学家们引入了一种创新的方法来测试标准模型，该方法基于有多少 矮星系 受到来自附近较大星系的引力潮汐的干扰。
埃琳娜·阿森西奥，博士波恩大学的学生和这个故事的主要作者说， “当一个物体的重力对另一个物体的不同部分产生不同的拉力时，就会产生潮汐。这与地球上的潮汐类似，潮汐的产生是因为月球对地球面向月球的一侧的拉力更强。”
波恩大学和布拉格查尔斯大学教授帕维尔·克鲁帕 (Pavel Kroupa) 表示： “天炉座星系团拥有丰富的矮星系群。最近的观察表明，其中一些矮星看起来扭曲了，就好像星团环境扰乱了它们一样。”
“根据标准模型，天炉座矮星不会出现这种扰动。这是因为，根据 标准模型是， 暗物质 这些矮星的光环应该可以部分保护它们免受星团引发的潮汐的影响。”
根据内部特征和距强引力星团中心的距离，作者计算了矮星的预期扰动水平。大而低恒星质量的星系和星团核心周围的星系更容易受到破坏或破坏。他们将结果与欧洲南方天文台 VLT 巡天望远镜收集的图像中注意到的破坏程度进行了对比。
埃琳娜·阿森西奥 说， “比较表明，如果想解释标准模型中的观察结果。天炉座矮星应该已经被星团中心的引力摧毁了，即使它在矮星上引发的潮汐比矮星的自引力弱六十四倍。”
“这不仅违反直觉，而且与之前的研究相矛盾，之前的研究发现扰乱矮星系所需的外力与矮星系的自引力大致相同。”
基于此，科学家们得出结论，不可能在标准模型中以自洽的方式解释观测到的天炉座矮星的形态。
他们使用 Milgromian 动力学 (MOND) 重复了分析。 MOND 理论没有假设星系周围存在暗物质晕，而是提出了对牛顿动力学的修正，即重力在低加速度状态下经历增强。
圣安德鲁斯大学的 Indranil Banik 博士说： “由于该模型中缺乏保护性暗物质晕，我们不确定矮星系是否能够在 MOND 星系团的极端环境中生存。但我们的结果显示观测结果与 MOND 对天炉矮星扰动程度的预期之间存在显着的一致性。”
奥卢大学（芬兰）的 Aku Venhola 和欧洲南方天文台的 Steffen Mieske 说： “令人兴奋的是，我们用 VLT 巡天望远镜获得的数据可以对宇宙学模型进行如此彻底的测试。”
波恩大学跨学科研究领域、建模和物质领域的成员帕维尔·克鲁帕 (Pavel Kroupa) 表示： “这并不是第一次测试暗物质对动力学和暗物质影响的研究。 星系演化 得出的结论是，当观察结果没有被暗物质包围时，可以更好地解释它们。显示观测结果与暗物质范式之间不相容的出版物数量每年都在不断增加。现在是开始将更多资源投入到更有前景的理论中的时候了。”
圣安德鲁斯大学赵宏生博士 补充说 其 “结果对基础物理学具有重大影响。我们预计会在其他星团中发现更多受到干扰的矮星，其他团队应该验证这一预测。”
杂志参考：
- 埃琳娜·阿森西奥 (Elena Asencio)、因德兰尼尔·巴尼克 (Indranil Banik) 等人。天炉座星系团矮星系的分布和形态表明它们缺乏暗物质。 皇家天文学会月刊，第 515 卷，第 2 期，2022 年 XNUMX 月。DOI： 10.1093/mnras/stac1765
