距地球7200万光年的独特星系DF2内的暗物

　　由哈勃太空望远镜拍摄的DF2星系影像，这是个距地球7200万光年远的独特星系。天文学家一直对DF2缺乏暗物质的事实感到困惑，而暗物质像是能将星系结合在一起的隐形胶水。 SCIENCE: NASA, ESA, STSCI, ZILI SHEN (YALE), PIETER VAN DOKKUM (YALE), SHANY DANIELI (IAS) IMAGE PROCESSING: ALYSSA PAGAN (STSCI)

　　据美国国家地理（撰文：NADIA DRAKE 编译：邱彦纶）：有一对松散的昏暗星系缺乏「暗物质」这种关键的宇宙组成，现在天文学家可能利用哈勃太空望远镜解开了谜团。

　　有两个星系在大约80亿年前相撞，像是太空中的一记KO重拳那样，互相把对方的气体打了出去。

　　这两个昏暗、松散的星系里，似乎完全没有暗物质（dark matter）存在，这个奥秘从2018年以来就一直让天文学家们百思不得其解。而现在天文学家有了最新的解释，最新的观测显示，这类星系可能是一连串类似的怪异星系的一部分，而这些天体都是星系相撞产生的残骸。

　　在这之前，有关这两个星系DF2和DF4的详细研究，已经显示它们内部存在许多奇怪的明亮星团。但科学家却难以解释这些星系是如何得以存在的，因为，据认为，占宇宙组成80%以上的暗物质是星系形成的基本成分。

　　由美国耶鲁大学彼得．范．多库姆（Pieter van Dokkum）领军的团队，提出一种新的理论，他们认为这场「宇宙车祸」可以解释这些反常天体，以及残骸分布的其他特征。 「在碰撞过程中，气体被剥离和冲击，变成这种没有暗物质将其束缚的混乱环境，」范．多库姆说：「然后，这些庞大不规则气体团块的一部分可能会从剩下的气体云中分离，自己形成新的小星系。」

　　范．多库姆和他的同事所设想的这种情景，可能需要未来进一步的观测才能证实。但如果这个猜想正确，这确实会是解释这一连串奇怪星系产生原因的聪明想法。正如最近在《自然》（Nature）期刊上所描述的那样，这场星系碰撞甚至可能帮助科学家理解暗物质本身的一些基本特性。

　　「对我而言，这个说法似乎能成立，」范．多库姆说：「这个解释非常简单，也是迄今为止唯一能解释这么多特性的理论，从球状星团、两个同样都没有暗物质的星系，以及我们现在发现的怪异星系排列，全都解释得通。」

　　宇宙中看不见的物质

　　星系的大部分质量通常都来自于暗物质。在1960年代后期，天文学家薇拉．鲁宾（Vera Rubin) 做出了类似的推测，她认为一定有某种大质量的不可见物质束缚着仙女座星系（Andromeda Galaxy）边缘的恒星，不让它们向外飞散。如果没有这种「重力胶水」，这些恒星就会消失，其他许多旋转星系边缘的恒星也是如此。

　　自鲁宾提出这样的猜想已有半个世纪之久，天文学家仍然从未直接观察到暗物质。它不发射也或不反射光，不会直接与普通物质产生交互作用，不过它的重力会影响恒星和星系等可观测天体的行为。科学家还认为，星系需要暗物质来累积足够的气体，从而开始孕育恒星。

　　但在2018年，范．多库姆发现了一个名为NGC1052-DF2的星系，简称DF2。这个星系似乎极度缺乏暗物质。 DF2距离地球约7200万光年，位在一个大型椭圆星系附近，星系的大部分区域黑暗且弥散，却散布着一连串极度明亮的巨大星团。当范．多库姆和他的同事计算这个星系的质量时，他们发现DF2最多也只会有一点点的暗物质。

　　「最初的发现确实令人惊讶，对我们来说也是如此──我们无法解释这样的天体，」范．多库姆说：「所以，我们一边看着这个我们无法解释的天体，一边继续用它对重要议题发表许多主张，我认为这种情况引起了许多人的注意，但也让他们抱持着怀疑的态度。」

　　在那之后，范．多库姆和他的同事验证了最初在这个星系中观测到的许多特征。 「我们很幸运，我们是对的──事情往往不一定会如此顺利。」范．多库姆笑着说。在2019年，他们在同一个星系群中发现了另一个几乎同样奇特的DF4星系，也一样昏暗且弥散，似乎缺乏暗物质，也奇特地有星团散布。

　　范．多库姆表示：「这两个星系都很独特，在宇宙中，除了彼此，没有其他相似的星系」。

　　另一组天文学家团队发现了至少有另一个星系的暗物质含量似乎也非常低，不过那个星系的方向让它比DF2和DF4更难观测。

　　但真正的问题是，这些奇怪的星系究竟是如何形成的？

　　让宇宙时光倒流

声明：本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时与我们联系，我们将第一时间安排处理