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作者plutostar.bbs@bbs.mcu.edu.tw (失去色彩的薰衣草), 信區: astronomy
標題[摘錄]天文學家首度發現暗星系
時間銘傳築夢別境 (Sat Feb 26 23:59:13 2005)
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英國天文學家宣布他們發現了第一個看不到的星系--「暗星系(dark galaxy)」!

暗星系與一般星系不同,沒有任何恆星等發光體,完全由天文學家至今仍不知為何
的暗物質(dark matter)所組成,因此雖然星系中含有大量物質,且這些物質也會
如同一般星系一樣繞著星系核心旋轉,但卻看不見,因此只能藉由無線電波波段來
偵測它們的存在。

天文學家Robert Minchin等人利用英國赤郡(Cheshire)曼徹斯特大學(University
of Manchester) Jodrell Bank天文台的洛佛爾望遠鏡(Lovell Telescope,如下
照片)進行觀測,結果在氫原子21公分波段發現這個暗星系;氫原子是宇宙中含量
最豐富的元素,因此是認識這個宇宙結構的最佳觀測工具。後來經過波多黎各口徑
305公尺的阿雷西波電波望遠鏡觀測後,證實確為暗星系。這個發現,讓人們開始認
識這個多變的宇宙,不一定是我們之前原來看到的樣子。(相關新聞請見2005.02.
12天文速報阿雷西波開始搜尋沒有恆星的星系)

這個星系目前命名為VIRGOHI21,其中VIRGO代表其位在室女座方向,HI代表中性氫
原子,21代表氫原子21公分譜線(如左圖片中,望遠鏡內的圖便是光譜,其中最高
的譜線即為氫21公分譜線)。它距離地球約5000萬光年,氫原子質量高達1億倍太陽
質量。不過,再藉由星系本身的旋轉速度,這些天文學家認為VIRGOHI21的質量應該
比氫原子總質量還大1000倍以上。這意味著:如果這是一個普通星系,那麼它應該
相當明亮,連一般業餘用的望遠鏡都能看到。

在此之前的其他研究宣稱找到的暗星系,後來都在高解析力光學望遠鏡的觀測之下
,發現了其中所含的恆星,或是發現其實是兩個星系互撞之後的殘餘氣體,故都已
從暗星系名單中剔除。不過,利用La Palma天文台牛頓望遠鏡(saac Newton Tele
-scope)進行高解析觀測後,這些天文學家發現VIRGOHI21附近沒有任何恆星的蹤跡
,附近也沒有星系,因此不可能是星系碰撞的殘骸;他們並回溯於2000年觀測的資
料,將之與2005年的觀測相比,以剔除許多其他的可能性。最後,終於確定VIRGOH
-I21為第一個發現的暗星系,讓參與觀測研究的天文學家興奮不已,同時顯示電波
觀測對瞭解我們居住的這個宇宙有多重要。

找到暗星系,對天文研究而言是個相當重要的里程碑。 因為根據宇宙論模型,暗
物質的豐度是組成我們所見事物的一般物質的5倍。天文學家長久以來都是利用測
量恆星和星系的運動,來估計宇宙中的物質多寡;但測量結果始終與理論不相符,
顯示宇宙中應有許多可見光波段中看不見的的物質--「物質」,而且數量比一般物
質還多。現在,天文學家打算一步步揭開暗物質的神秘面紗,企圖瞭解這些暗物質
會不會與一般恆星物質混和、同時存在於某個區域中?以及整個宇宙中的星系數量
應該比目前已知的星系多很多,則多出來的這些星系會在哪兒?於是,「暗星系」
的概念便此應蘊而出。

目前天文學家認為暗星系的成因,是因為星系中的物質密度太低,不利於恆星型成
。不過,根據VIRGOHI21的觀測資料,卻顯示暗星系中的氫也形成繞著銀河中心不斷
旋轉的扁平狀圓盤,如一般螺旋星系一樣。相關學者希望能繼續觀測暗星系,希冀
能拓展我們對宇宙的視野。相關論文將表發在天文物理期刊(Astrophysical Jour
-nal)中,或可參考www.arxiv.org/abs/astro-ph/0502312。

參考資料來源:http://www.jb.man.ac.uk/news/darkgalaxy/, 2005.02.23

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