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回答:從星系的運動推算出的質(zhì)量同實際的天體質(zhì)量不同,由此我們得知了暗物質(zhì)的存在。
通過對太陽系附近的研究,我們發(fā)現(xiàn)了缺失質(zhì)量的問題。這一問題廣泛地存在于整個銀河系。銀河系是由許多恒星及氣體形成的圓盤。就像太陽系的行星圍繞在太陽周圍旋轉(zhuǎn)一樣,銀河系整體都在不停旋轉(zhuǎn)。銀河系是由恒星和氣體等構(gòu)成的天體集合。由于銀河系不是堅硬的巖石,因此在旋轉(zhuǎn)運動下恒星和氣體零零散散地飛散掉也并不奇怪。
然而為什么銀河系可以一直保持漩渦狀進行旋轉(zhuǎn)呢?其秘密存在于星系暈里。所謂星系暈就是包圍著星系圓盤且天體密度比圓盤部分低的扁球形區(qū)域。星系暈中存在著巨大的質(zhì)量。銀河系的質(zhì)量,只算圓盤部分的質(zhì)量,就達到了太陽的大約600億倍,而如果包含銀河暈的部分的話,就會超過太陽一萬億倍。
銀河系的質(zhì)量看上去都集中在中心部位,然而實際上并不是這樣的。而且根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度進行研究,我們可以得知銀河系的質(zhì)量分布是按照其同中心部位的距離成比例增加的。
但是離銀河系圓盤中心越遠,天體的密度就越低、越暗。實在是難以想象這里存在著巨大的質(zhì)量。導(dǎo)致這一落差的原因究竟是什么呢?于是一般人們認為這就是暗物質(zhì)。也就是說銀河系之所以能夠維持旋渦狀進行旋轉(zhuǎn)是因為肉眼看不到的暗物質(zhì)的存在在起作用,不如此考慮的話不符合物理邏輯。根據(jù)1970年代到1980年代對許多圓盤星系旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)查結(jié)果來看,如同銀河系一樣,其他的星系如果不考慮暗物質(zhì)的存在同樣是不符合物理邏輯的。
另外也調(diào)查了其他形狀的星系的質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)實際質(zhì)量是可見星系和氣體的質(zhì)量的幾倍到幾十倍的數(shù)值,這也證明了星系內(nèi)存在暗物質(zhì)。由這些觀測結(jié)果可得知,無論什么形狀的星系,構(gòu)成星系的要素均包含暗物質(zhì)這一論點已經(jīng)再清楚不過了。
x射線觀測衛(wèi)星錢德拉捕捉到的橢圓星系NGC4555中存在的暗物質(zhì)的暈
用可見光觀測到的同一個星系
(出自NASA)
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