新研究顯示銀河系的暗物質總量或許僅有先前認為的一半

澳洲西澳大學（University of Western Australia）天文物理學家Prajwal Kafle等人利用一項約100年前發展出來的老技術進行測量，結果發現銀河系中的暗物質（dark matter）總質量約為8×10¹¹倍太陽質量。這個數值卻僅有先前認為銀河系該有的暗物質總質量的一半而已。他們的探索距離遠達離地球約5×10¹⁵公里遠的銀河系邊緣之處，這可是類似測量中從未踏足過的區域。

現行的可見宇宙，也就是人類眼睛或儀器可偵測到的恆星、星系、塵埃等，僅佔了宇宙總質量的4%而已，其餘的約有25%是未知的暗物質，剩餘的71%則是更神秘的暗能量。

Kafle等人測量恆星穿越銀河系的速度，藉此估算銀河系中的暗物質質量；這種方式甚至可推展至銀河系邊緣，以前的天文學家可沒辦法做得這麼仔細。他們所採用的技術，是英國天文學家James Jeans在1915年發展出來的，當時還根本不知道暗物質的存在。

雖然Kafle等人的測量結果大大減少了銀河系的總質量，卻解決了一個理論學家們爭議了近20年的問題：為什麼實際觀測到的銀河系衛星星系總數，比理論預測的數量還少很多？

現行的星系形成演化理論中，較為人接受的是所謂的λ冷暗物質理論（Lambda Cold Dark Matter theory，λCDM）。這個理論預測銀河系應該擁有許多肉眼可見的衛星星系；但事實上卻非如此。

然而，若將Kafle等人的最新的暗物質總質量測量結果代入這個理論中，則理論預期銀河系只會有3個衛星星系。事實上，銀河系的確只有3個比較大的衛星星系：大麥哲倫星系（Large Magellanic Cloud）、小麥哲倫星系（Small Magellanic Cloud）和人馬座矮星系（Sagittarius Dwarf Galaxy）。也有參與這項研究工作的雪梨大學天文物理學教授Geraint Lewis表示：這根哽了喉嚨15年的刺終於可以拔除了。

不過，這些研究學者表示：這個研究工作並不是非常完美無缺陷的，還是有些問題需要克服。

除了衛星星系數量問題之外，這項研究工作也讓Kafle等人可以測量幾個有趣的事情，例如：能離開銀河系重力拉扯的逃逸速度約為每秒550公里左右。這類似火箭要脫離地球重力束縛以離開地球表面，需得達到每秒11公里的速度一樣。

參考資料：Milky Way has half the amount of dark matter as previously thought, new measurements reveal. ScienceDaily [October 9, 2014]

本文轉載自網路天文館