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理论研究暗示宇宙的“超级气泡”可能正在扔整个星系抛入混沌

2024-05-14 08:46阅读：

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理论研究暗示宇宙的“超级气泡”可能正在扔整个星系抛入混沌
By Paul Sutter
2024/5/12
Dark Matter
当在同一个星系中有多个超新星时它们能留下巨大的干预暗物质和常规物质之间平衡的空隙。随着时间这能把整个星系抛入混沌。
理论研究暗示宇宙的“超级气泡”可能正在扔整个星系抛入混沌

美国宇航局的哈勃太空望远镜发现一个被一颗炽热的大质量恒星吹胀的气体气泡。(Image credit: NASA Goddard)
暗物质和常规物质的世界只能通过它们的引力连接，天文学家希望太空中被称为“超级气泡”的巨大空洞可能把持理解这种联系的关键。
我们的银河系和几乎所有其他星系一样，充满有一种被称为暗物质的看不见的物质。暗物质有大量的证据，然而这种难以捉摸的物质的确切性质仍然是一个宇宙秘密。
天文学家奋力的要识别暗物质，而他们能够更多地了解暗物质的一种方法是通过观察它的在正常物质上的引力影响。但星系是复杂的繁忙的地方，有各种相互作用、事件和高能爆炸一直在发生——因此来将暗物质的影响与常规物质的正常行为区分开是困难的。
现在，爱沙尼亚塔尔图大学的天文学家可能已经发现了一个聪明的连接点：超级气泡。
正如他们最近提交给《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）杂志进行同行评审和发表的论文所描述的那样，超级气泡是叫超新星的强大恒星爆炸雕刻出的星际介质的巨大空腔 - 在恒星之间漂移的带电粒子和尘埃的松散点点。
来制造一个超级气泡需要不止一颗超新星，但巨星往往一起被在大星团中诞生。 它们往往有相似的寿命，并且它们也倾向于在它们的生命尽头一起爆炸。当多颗超新星爆炸时它们的冲击波会在星际介质内创造一个高密度区域，跨度延伸至数千光年——一个超级气泡。
因为一个超级气泡有一个略低于它的周围环境的密度，它在围绕它的区域创造微小的引力差异。用超级气泡及其环境的仿真，研究人员发现了超级气泡内的引力差异影响恒星和穿过它们的暗物质，起一个减缓两种物质的旋转速度摩擦源的作用。
研究人员发现了超级气泡的存在能影响恒星和星系的整体旋转速率每十亿年约4%。在一个星系的生命周期中，这能意味着削弱约星系总旋转能量的一半，极大地影响恒星和暗物质的轨道。
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但超级气泡以不同的方式影响暗物质和恒星。超级气泡减慢暗物质的速度，但不会像恒星那样多——这在它们的演化中创造一个脱节。星系内部暗物质的属性- 最重要的是它的旋转能量 - 也响应超级气泡摩擦变化，这反过来以可能潜在的被探测到的方式影响暗物质和正常物质之间的引力联系。
这是一个耐人寻味的线索。虽然他们的结果仅基于仿真，但研究人员认为未来的研究将更好揭示超级气泡如何能被用来解开暗物质和正常物质之间的关系。这最终将允许天文学家来映射超级气泡附近恒星的位置和速度来寻找支撑的暗物质怎样行为的迹象。
https://www.livescience.com/physics-mathematics/dark-matter/cosmic-superbubbles-might-be-throwing-entire-galaxies-into-chaos-theoretical-study-hints

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