第28章銀河の進化と分布The Evolution and Distribution of Galaxies

Stars move much faster in their orbits around the centers of galaxies, and galaxies around centers of galaxy clusters, than they should according to the gravity of all the luminous matter (stars, gas, and dust) astronomers can detect. This discrepancy implies that galaxies and galaxy clusters are dominated by dark matter rather than normal luminous matter. Gravitational lensing and X-ray radiation from massive galaxy clusters confirm the presence of dark matter. Galaxies and clusters of galaxies contain about 10 times more dark matter than luminous matter. While some of the dark matter may be made up of ordinary matter (protons, neutrons, and electrons), perhaps in the form of very faint stars or black holes, most of it probably consists of some totally new type of particle not yet detected on Earth. Observations of gravitational lensing effects on distant objects have been used to look in the outer region of our Galaxy for any dark matter in the form of compact, dim stars or star remnants, but not enough such objects have been found to account for all the dark matter.

恒星が銀河中心を回る速度も、銀河が銀河団の中心を回る速度も、検出できる光る物質、すなわち恒星、ガス、塵の重力だけから予想されるより、はるかに速い。この食い違いは、銀河や銀河団の大部分を、通常の光る物質ではなく、ダークマターが占めることを示唆する。重力レンズと、大質量銀河団からのX線放射も、その存在を裏付ける。銀河や銀河団には、光る物質の約10倍のダークマターがある。一部は、非常に暗い星やブラックホールのような形を取る、陽子、中性子、電子などの普通の物質かもしれない。しかし、大半は、地球ではまだ検出されていない、まったく新しい種類の粒子からなるのだろう。遠方天体への重力レンズ効果を観測し、天の川銀河の外側にある、暗くコンパクトな星や恒星の残骸としてのダークマターを探してきた。しかし、すべてのダークマターを説明できるほど、十分な数は見つかっていない。