云南天文台:Rastall引力理论在星系尺度合理

2019-06-03 15:12:20 来源: 科技日报

记者2日从中科院云南天文台获悉,国际著名杂志《皇家天文学会月报》在线发表了该台研究人员对一种修改引力——Rastall引力在星系尺度应用开展的理论分析和观测约束研究,发现椭圆星系中,物质质量分布的基本假设是这种修改引力的自然结果。另外,研究人员利用118个椭圆星系的强引力透镜样本,对该引力的参数进行观测约束,得到参数的分布范围,发现其在星系尺度是合理的。

能动张量守恒是广义相对论的基本假设,已在平直时空中得到验证,而在弯曲时空中,基本假设可能不成立,因此,Rastall引力理论被提了出来,它赋予弯曲时空中能动张量一个新的性质,并引入两个参数,使物质分布与时空结构之间存在相互作用。近年,Rastall引力在宇宙学和黑洞时空结构等方面有许多的应用研究,但它在星系尺度的应用研究却空白,至今没有相关的观测来约束其参数。

基于既有理论,云南天文台李瑞博士、王建成研究员等人推导了椭圆星系中的质量分布,发现该分布是幂律分布,其幂指数由两个该引力参数确定,而基于广义相对论却得不到这样的质量分布。他们发现,利用强引力透镜现象并结合星系动力学,就可以推测幂指数。引力透镜现象是星系或其他天体视线背景天体的光,在星系的引力影响下发生偏折,导致星系周围出现背景天体的多个像或弧形像,星系就像一个透镜,而背景天体的成像性质取决于星系质量及质量分布。因此,利用椭圆星系的强引力透镜现象,再结合星系动力学,可以推测幂指数和约束该引力的参数,从而判断Rastall引力理论的合理性,这为检验引力理论提供了新途径。(记者赵汉斌 通讯员陈艳)

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