短缺质量
【中文词条】短缺质量
【外文词条】missing mass
【作者】潘宁堡
星系的维里质量和光度质量之间的差额。有人称为隐匿质量﹐但这样会与那些可以补偿质量短缺而尚未被观测到的物质──隐匿质量相混。分析星系集团成员星系的红移﹐可得速度弥散度﹐再根据维里定理算出星系集团的总质量﹐这就是所谓的维里质量。而按照星系的质光比也可估计星系集团的总质量﹐这样测定的质量称为光度质量。星系的维里质量一般总是大于光度质量。也就是说根据质光比的计算﹐质量有所短缺﹐也叫做质量不相符(mass discrepancy)。1933年兹威基首先发现﹐后发星系团的质量不相符因子为 400。史密斯在1936年指出﹐室女星系团的不相符因子是200。此后的一系列研究表明﹐质量不相符是星系群和星系团的普橄窒螬o只是不相符因子没有那么大而已。随著观测技术的进展﹐离星系中心较远的暗弱天体陆续被发现﹐光度质量值也相应提高了。目前认为﹐一般富星系团的质量不相符因子可能为10左右﹐后发星系团为3～7﹐室女星系团约为8。短缺质量是星系天文学中的一个重大课题﹐人们已从多方面对它进行过探索。例如﹕红移可能有非速度因素﹐因而维里质量定得偏高。星系团不稳定﹐星系团中有隐匿质量﹐它们可能以中性氢﹑电离氢﹑分子氢﹑尘埃﹑弥漫气体﹑作为X射线展源的热气体(见高能天文台)﹑暗矮星﹑小黑洞等形式存在。单一星系也有隐匿质量﹐例如星系冕或星系晕﹐它们光度虽小﹐但总质量不能忽略不计。星系团中的次成团效应有稳定作用﹐支持这一点的观测事实是星系团中心常可看到两个非常亮的星系对﹐质量不相符因子大的不规则星系常有较多的子系。星系质量集中的地方不是光度集中的地方﹐质光比这个概念没有意义。引力不符合牛顿定律﹐甚至可能存在其他的力。然而﹐这个问题迄今还未得到令人满意的解决。
此外﹐在宇宙学中﹐根据某些理论﹐宇宙间的物质密度比观测值大。例如要求宇宙常数Λ为零﹐宇宙的密度就应为现在观测值的40倍﹐这样就缺少大量的物质。这就是宇宙学中的短缺质量问题。