天文学家发现另一座似乎缺少暗物质的星系

一座没有暗物质的罕见星系，或可强化一个不寻常的宇宙案例

天文学家已经确认了一座看起来几乎没有暗物质的星系，这为现代天体物理学中最奇特的谜团之一增添了新的数据点。这个天体是一座名为DF9的矮星系，位于NGC 1052区域中一串由十二个小星系组成的链条里。如今，它被拿来与DF2和DF4一起讨论，后两者也是同一组中被报道缺少暗物质的另外两座星系。

如果这一解释成立，这一发现不仅因为此类星系罕见而重要，也因为它暗示这三个天体可能共享一个共同起源，来自一次极端事件。研究人员表示，那次事件或许猛烈地将普通物质与暗物质分离开来，留下了弥散、幽灵般的星系，而它们并不符合星系形成的标准图景。

这项工作已在6月16日发表于The Astrophysical Journal的一项研究中进行描述，并在本周受到关注，因为研究人员将DF9定位为这条星系链中已知的第三个看起来缺乏暗物质的星系。

为什么暗物质如此重要

暗物质是当前关于星系如何形成和演化的模型中的核心。尽管无法直接看到，天文学家仍可通过引力效应来推断它的存在，包括恒星围绕星系中心的运动。原始资料指出，暗物质约占宇宙中物质的85%，常被描述为星系围绕其聚集的引力框架，或“宇宙胶水”。

这也是为什么一座看起来缺少这种不可见质量的星系会如此关键。在标准观点中，暗物质晕有助于汇聚气体和物质，最终形成恒星和星系。一个几乎没有暗物质却依然存在的系统，挑战了关于星系形成和存续所需条件的假设。

这里的关注还因重复出现而被放大。单个异常星系也许会被当作测量问题或极不寻常的离群值而忽略。但一串包含多个弥散矮星系、其中三个似乎缺少暗物质的系统，就更难被忽视。这使人不得不考虑，这一群体记录的是一种独特的物理过程，而非一次偶然异常。

DF9的结果与矮星系“长链”

DF9位于NGC 1052区域中一条漫长而微弱的矮星系轨迹上。研究人员使用夏威夷莫纳克亚山W. M. Keck Observatory的Keck Cosmic Web Imager对该天体进行了研究。根据报告，更大的图景是这项发现最令人惊讶的特征之一：DF2、DF4和DF9可能都在一次极端事件之后共同形成，产生了拥有明亮星团、弥散外观以及明显缺少暗物质的星系。

该研究第一作者、耶鲁大学文理研究生院天体物理学家Michael Keim表示，这一发现暗示，一整条星系轨迹是在前所未见的条件下共同形成的。这一表述很重要，因为它把讨论从孤立的怪例转向更广泛的物理机制。

这些星系被描述为小而幽灵般的存在，这一形象与结果核心的张力十分契合。它们足够可见，因而可以研究，却似乎缺少通常应当支撑其结构的主导物质成分。正是这种矛盾，让它们在科学上格外有价值。

基于碰撞的解释正在获得支持

原文引用的主流解释是，剧烈的星系碰撞可以把暗物质从可见物质中剥离出来。在这种情景下，高能相互作用可能会从碰撞中被移位的物质中形成一条不寻常的矮星系链条，使其中一些后代所含暗物质远少于预期。

这并不等于证明暗物质不存在。事实上，这一论点本身就建立在暗物质真实存在且通常十分丰富的前提上。其意义更具体：在某些极端条件下，可见物质与暗物质之间的关系可能被强烈扰乱，从而产生与常规截然不同的星系。

这一可能性之所以重要，是因为天体物理学往往通过边缘案例取得进展。那些落在标准预期之外的天体，可能揭示理论中隐藏的假设、暴露被忽略的过程，或迫使改进测量方法。DF9或许在这三方面都很有价值。它为检验暗物质贫乏的星系能否动态形成，以及这类星系群是否能长期保留共同事件的印记，提供了新的测试。

天文学家接下来需要解决什么

尽管这一发现正在受到关注，但它仍然属于一场活跃的科学讨论，而不是对宇宙学的定论式改写。眼下的挑战是加强围绕DF9本身以及更广泛矮星系链条的观测证据。研究人员会希望细化质量估计，更密切地比较恒星运动，并检验这三座星系是否真的符合同一段形成历史。

另一个关键问题是，这一系统到底有多独特。如果在其他地方发现更多具有相似性质的矮星系链条，那么支持碰撞驱动暗物质分离的证据就会更强。若没有，NGC 1052区域仍可能保持为一个罕见但极具信息量的例外。

就目前而言，DF9的重要性在于它强化了一个本已被视为非同寻常的模式。暗物质仍然是解释大尺度星系行为的主导框架。但这样的发现表明，宇宙中可能存在比最简洁的教科书模型所暗示的更多星系形成路径。

这正是这一发现更深层的科学价值。无论DF9最终是证实基于碰撞的解释，还是促使人们提出修订后的理解，它都在迫使科学家更仔细地审视星系如何继承、失去或重新分配塑造它们的物质。在一个看不见的质量承担了大部分工作的领域里，一座似乎缺少它的星系注定会吸引注意。

本文基于Live Science的报道。阅读原文。