包括埃尔戈多在内的两个巨大星系团的碰撞，挑战了λ冷暗物质(ΛCDM)宇宙学模型的预测，表明有必要重新评估我们对宇宙结构形成的理解。

一个国际天文学家小组的一项新研究表明，根据宇宙学的标准理论，当宇宙只有目前年龄的一半时，两个巨大的星系团的碰撞不应该发生。

埃尔戈多集群

根据λ -冷暗物质(ΛCDM)宇宙学的标准模型，星系首先形成，然后才合并成更大的星系团。因此，星系团需要很长时间才能出现在宇宙景象中。发表在《天体物理学杂志》上的这项新研究挑战了这一观点，它表明，当宇宙只有目前年龄的一半左右时，两个超大的星系团以非常高的速度相撞。

这个被讨论的星团对被称为El Gordo——在西班牙语中意为“胖一”——这个名字很贴切，因为它的质量大约是太阳的2000万亿倍(2后面加15个0)。这项新研究使用了对其质量的更新估计，这一估计更加精确。这消除了同一批作者早期研究中关于El Gordo对ΛCDM有多大问题的一个主要不确定性来源。

相互作用的El Gordo星系团的合成彩色图像，显示了来自美国宇航局钱德拉x射线天文台的蓝色x射线光，来自欧洲南方天文台甚大望远镜的红色，绿色和蓝色光学数据，以及来自美国宇航局斯皮策太空望远镜的红色和橙色红外发射。来源:x射线:NASA/CXC/Rutgers/J。Hughes等人，光学:ESO/VLT/Pontificia university。智利天主教会Infante & SOAR (MSU/NOAO/UNC/CNPq-Brazil)/Rutgers/F。Menanteau, IR: NASA/JPL/Rutgers/F。Menanteau

这颗恒星的质量是通过背景星系的光的偏转来估计的，背景星系的形状由于厄尔戈多的引力作用而出现扭曲——有点像放大镜。这个“弱透镜”质量是用哈勃太空望远镜获得的，但与詹姆斯韦伯太空望远镜和其他使用其他方法的其他研究的最新结果一致。质量现在有10%的不确定性。

碰撞分析

这项研究由波恩大学的博士生埃琳娜·阿森西奥(Elena Asencio)领导，利用之前发表的详细的相互作用模拟来估计星系团碰撞的速度。然后，作者通过一个不太详细的宇宙学ΛCDM模拟，覆盖了非常大的体积，寻找模拟的星团对。其目的是计算出有多少小行星与撞击前不久的埃尔戈多大致相似。这是通过一种创新的“光锥断层扫描”方法完成的，该方法认为，在结构较少的时候，更遥远的物体被观察到的时间更远。

结果表明，对于任何可能的碰撞速度，ΛCDM的张力都非常严重。此外，El Gordo质量中剩余的不确定性不再起重要作用。

埃琳娜说:“我们之前的研究结果受到了一些科学家的质疑，因为最新的‘戈多’质量估计发表后，得出的结果略低。这确实减少了与ΛCDM的紧张关系，但对于任何可能的碰撞速度来说，这仍然是非常重要的。数百个详细的模拟表明，埃尔戈多看起来不像照片上的那样，因为碰撞速度要慢得多，这可能会在ΛCDM中出现。”

虽然有可能模拟出类似埃尔戈多的更快的碰撞，但这样的事件在ΛCDM中太罕见了。这是因为在宇宙历史的早期阶段发现两个如此巨大的星团在惊人的距离内是非常不寻常的。进一步要求它们以高速相互靠近会有损可信度。这项新的研究和更精确的质量测量可能会导致更多的努力来模拟埃尔戈多，以更好地了解这个神秘的物体。

超越埃尔戈多

El Gordo并不是唯一一个与ΛCDM不一致的星系团碰撞的例子。圣安德鲁斯大学物理与天文学院的英德拉尼尔·班尼克博士开发了该项目中使用的统计分析方法，他说:“子弹星系团是两个星系团之间高能量碰撞的另一个例子，尽管发生在较晚的时代。结合El Gordo， ΛCDM的情况变得更糟。我们的研究中还提到了其他几个已知的例子。”

还有几项研究表明，ΛCDM中单个星系的形成速度似乎比预期的要快得多，这在很大程度上要归功于詹姆斯·韦伯最近的数据。波恩大学和布拉格查尔斯大学的教授帕维尔·克鲁帕(Pavel Kroupa)说:“现在有很多证据表明，宇宙中结构的形成比ΛCDM中预期的要快。我们目前正在探索其他证据。”

参考文献:“埃尔戈多星系团挑战ΛCDM任何可能的碰撞速度”，作者:Elena Asencio, Indranil Banik和Pavel Kroupa, 2023年9月4日，天体物理学杂志。1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / ace62a