暗物质和恒星并不像之前想象的那样相互作用

在《皇家天文学会月刊》的一篇论文中，一个国际天文学家团队推翻了天文学界一个长期存在的“阴谋”，即恒星和暗物质以无法解释的方式相互作用。

作者来自澳大利亚、英国、奥地利和德国，使用了智利的甚大望远镜。

这一阴谋论是为了解释一个困扰天文学家二十五年的现象。不同星系的物质密度似乎从中心到外缘以相同的速度减小。这令人困惑，因为星系种类繁多，年龄、形状、大小和恒星数量各不相同。那么，它们为什么会有相同的密度结构呢?

“这种同质性表明，暗物质和恒星必须以某种方式相互补偿，才能产生这种规则的质量结构，”该论文的第一作者、麦考瑞大学 ASTRO 3D 研究员 Caro Derkenne 博士说。

和许多阴谋论一样，没有研究人员能够提出机制。如果暗物质和恒星能够以这种方式相互作用，那么我们就需要改变对星系形成和演化的理解。但直到现在，他们也找不到其他理由来解释他们所看到的东西。

德肯尼和她的同事发现，密度的相似性可能不是由于星系本身，而在于天文学家如何测量和建模它们。

研究团队利用位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜，对 22 个中年星系(由于距离遥远，可追溯到大约 40 亿年前)进行了极其细致的观测。这使他们能够创建更复杂的模型，更好地捕捉宇宙中星系的多样性。

“过去，人们建立的简单模型包含太多的简化和假设，”德肯尼说。

“星系非常复杂，我们必须自由地对它们进行建模，否则我们就会测量错误。我们的模型在斯威本大学的 OzStar 超级计算机上运行，​​耗时相当于大约 8,000 小时的台式计算机时间。”

Derkenne 目前正在将她的天文学专业知识应用于澳大利亚公共服务部门的复杂数据。

“天文学可以让你很好地理解大数据，”她说。“现实世界很混乱，我们并不总是拥有所有的数据。没有人会告诉你答案，或者你是错还是对。你需要积累数据并进行分析，直到找到可行的方法。”

该项目使用 VLT 上的 MUSE(多单元光谱探测器)来分析 MAGPI 调查(使用积分场光谱法研究中世纪星系特性)中的星系。MUSE 收集光谱数据立方体，其中每个像素实际上都是一个光谱。

ASTRO 3D 主任 Emma Ryan-Weber 教授表示：“MAGPI 项目很好地展示了 ASTRO 3D 内的培训研讨会和协作空间如何利用澳大利亚与欧洲南方天文台的战略伙伴关系。”

她说：“来自欧洲南方天文台甚大望远镜的复杂数据不仅解决了天文学的一个长期存在的问题，而且还为卡罗·德肯尼博士这样的年轻科学家提供了一个平台，让他们能够在这个平台上开启自己的职业生涯，解决现实世界的问题。”

合著者来自西澳大利亚国际射电天文学研究中心 (ICRAR)、杜伦大学、维也纳大学、澳大利亚国立大学、新南威尔士大学悉尼分校、悉尼大学、路德维希马克西米利安大学和昆士兰大学。

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