暗星系是被称为低表面亮度星系，正是由于它们，才获得了关于宇宙中最大谜团之一暗物质的重要确认和新信息。国际高级研究学院（SISSA）天体物理学家Chiara di Paolo、Paolo Salucci和Erkurt Adnan一起在《皇家天文学会月刊》上发表了一项新研究：发现盘状星系可以用宇宙关系来表示。特别是在这项研究中，分析了所谓的暗星系，这是一种特殊类型的星系。研究人员分析了构成研究主题的恒星和气体旋转速度，指出低表面亮度星系的行为也非常均匀。
这一结果巩固了关于暗物质存在和行为的几条线索，为其与明亮物质的相互作用开辟了新场景。暗物质就在那里，但你就是看不见它，暗物质似乎约占宇宙质量的85%；暗物质的影响可以在宇宙中存在的其他物体上检测到，但因为它不发光，所以不能直接观察到它。研究方法之一是星系的旋转曲线，这是一种基于恒星到星系中心的距离来描述恒星速度趋势的系统。
观测到的变化与恒星存在和物质的暗成分引起引力相互作用有关。因此，旋转曲线是一种很好的方法，可以根据暗物质对可能观测到物质的影响来获得有关暗物质的信息。特别是，旋转曲线的分析可以单独进行，也可以根据宇宙旋转曲线(URC)方法对具有相似特征的一组星系进行分析。
这项研究的新颖性在于首次将已经用于其他类型星系的宇宙旋转曲线方法，应用于暗星系这样的大样本，获得了类似的结果。比较了不同暗星系的旋转曲线，发现它们没有不连续，而是从小到大的渐变和有序变化。螺旋星系也观察到了类似的变化。到目前为止，它已经表明，所有盘星系、螺旋星系、矮星系以及现在的暗星系都可以用宇宙关系来表示。
这意味着能够通过一个公式来表达一种有序的趋势，这种方法在1996年首次应用。就像在科学研究中经常发生的那样，这项研究揭示了进一步令人惊讶和意想不到的结果。已经发现星盘和暗物质晕属性之间的尺度关系，例如星盘大小和暗物质晕密度恒定内部区域大小之间的关系。此外，通过比较在暗星系中发现的关系和在不同类型星系中获得的关系，发现它们几乎都是重合的。
而且，验证具有非常不同的形态和历史的星系显示出暗物质和发光物质属性之间的相同关系，这是一个非常令人惊讶的发现。这一结果，加上暗星系的一些特殊特征，开辟了一系列新情景，包括在形成星系的两种物质之间，除了引力相互作用之外，还存在另一种类型的直接相互作用，一个引人入胜的想法将被新观察所证实。
博科园｜研究/来自：国际高级研究学院
参考期刊《皇家天文学会月刊》
DOI: 10.1093/mnras/stz2700
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