回答:从星系的运动推算出的质量同实际的天体质量不同,由此我们得知了暗物质的存在。
通过对太阳系附近的研究,我们发现了缺失质量的问题。这一问题广泛地存在于整个银河系。银河系是由许多恒星及气体形成的圆盘。就像太阳系的行星围绕在太阳周围旋转一样,银河系整体都在不停旋转。银河系是由恒星和气体等构成的天体集合。由于银河系不是坚硬的岩石,因此在旋转运动下恒星和气体零零散散地飞散掉也并不奇怪。
然而为什么银河系可以一直保持漩涡状进行旋转呢?其秘密存在于星系晕里。所谓星系晕就是包围着星系圆盘且天体密度比圆盘部分低的扁球形区域。星系晕中存在着巨大的质量。银河系的质量,只算圆盘部分的质量,就达到了太阳的大约600亿倍,而如果包含银河晕的部分的话,就会超过太阳一万亿倍。
银河系的质量看上去都集中在中心部位,然而实际上并不是这样的。而且根据旋转速度进行研究,我们可以得知银河系的质量分布是按照其同中心部位的距离成比例增加的。
但是离银河系圆盘中心越远,天体的密度就越低、越暗。实在是难以想象这里存在着巨大的质量。导致这一落差的原因究竟是什么呢?于是一般人们认为这就是暗物质。也就是说银河系之所以能够维持旋涡状进行旋转是因为肉眼看不到的暗物质的存在在起作用,不如此考虑的话不符合物理逻辑。根据1970年代到1980年代对许多圆盘星系旋转速度的调查结果来看,如同银河系一样,其他的星系如果不考虑暗物质的存在同样是不符合物理逻辑的。
另外也调查了其他形状的星系的质量,发现实际质量是可见星系和气体的质量的几倍到几十倍的数值,这也证明了星系内存在暗物质。由这些观测结果可得知,无论什么形状的星系,构成星系的要素均包含暗物质这一论点已经再清楚不过了。
x射线观测卫星钱德拉捕捉到的椭圆星系NGC4555中存在的暗物质的晕
用可见光观测到的同一个星系
(出自NASA)
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