天文学家在史无前例的宇宙序列中发现第三个无暗物质星系
天文学家在史无前例的宇宙序列中发现第三个无暗物质星系。图片来源：W. M. Keck天文台 / 亚当·马卡连科
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：三个看似不存在暗物质的星系已被发现在同一不寻常的星系结构中排列，提供了迄今为止最有力的证据，支持此前未见过的星系形成过程。新发现的星系NGC 1052-DF9与另外两个无暗物质星系并存，形成了一个天文学家称此前从未观测到的星系。
距离地球4500万光年的地方正在发生一些异常事件。在天文学家预期星系遵循宇宙进化规则的地区，他们发现了第三个星系，似乎缺少宇宙中最重要的成分之一：暗物质。
这一发现由耶鲁大学的研究人员领导，并发表在《天体物理学杂志》上，聚焦于一个名为NGC 1052-DF9的矮星系。它的识别不仅扩大了已知缺少暗物质的星系小群，还揭示了一种非凡的排列，可能重塑科学家对星系形成的看法。
罕见的加入，加入了这个排他性团队
多年来，天文学家一直在研究两个异常星系——DF2和DF4，它们似乎几乎不含或没有暗物质。这些发现本身就充满挑战，因为暗物质被广泛认为在星系的形成和结构中起着关键作用。
现在，DF9 加入了这个独家类别。
据研究团队称，DF9似乎是包含10个星系的直线排列的一部分。其中包括DF2和DF4，使其成为已知多个无暗物质星系在同一线性结构中连接的实例。
耶鲁大学天体物理学博士生、该研究的主要作者迈克尔·凯姆表示，前所未有地观测到缺乏暗物质的星系线。他指出，这一发现提供了迄今为止最有力的证据，支持一个极端且此前未见的形成过程，同时也为探究暗物质本质提供了罕见的机会。
从误认的物体到重大发现
寻找DF9的道路始于凯姆在耶鲁大学天文学家皮特·范·多库姆指导的博士研究期间，范多库姆曾领导利用哈勃太空望远镜观测DF2和DF4的研究。
在这项工作中，凯姆发现DF9被错误归类为超大质量黑洞后，成功识别了它。他认识到其潜在重要性，提出了利用夏威夷W.M.凯克天文台的宇宙网成像仪进行详细研究。
该仪器专门设计用于研究极微弱的恒星光，非常适合观察像DF9这样暗淡的星系。
测量星系缺失质量
为了确定DF9是否包含暗物质，研究人员测量了星系内恒星的运动。这些运动使他们能够估算其总质量。
他们的分析显示，DF9的质量相当于大约1亿个太阳。重要的是，这个数值符合天文学家对银河系可见物质的预期。
如果DF9拥有通常预期的暗物质数量，那么其总质量应超过100亿个太阳。
然而，测量结果并未发现该巨大隐藏成分的证据。
结果强烈表明DF9与DF2和DF4属于同一特殊类别，强化了三大星系共享共同起源的观点。
暴力宇宙事件的证据
这些星系的排列可能为研究人员提供了一直在寻找的线索。
凯姆及其同事提出，DF2、DF4和DF9很可能在同一剧烈事件中形成，可能是星系间的高速碰撞。
在这种情况下，碰撞会将气体与星系的暗物质分离。被移走的气体随后可能继续穿越空间，最终凝聚成新的星系，形成一条线性轨迹。
这一解释不仅解释了星系异常的排列，也解释了它们似乎缺乏暗物质的原因。
这一观点与通常认为星系形成于暗物质晕中形成的假设有显著不同，暗物质是由大量暗物质组成，被认为是星系生长的引力框架。
这一发现对暗物质的启示
这一新发现最引人注目的含义之一是暗物质本身的本质。
研究人员表示，该系统证明恒星和星系在极端条件下可以在传统暗物质晕之外形成。它还表明暗物质表现为一种独特的物理物质，能够在剧烈相互作用中与普通物质和气体分离。
这一解释进一步强化了早期对DF2和DF4的研究结论，这些研究同样表明暗物质作为一个独立组成部分存在，而不仅仅是引力效应。
通过识别出具有相同异常特征的第三个星系并将其置于同一结构中，这项新研究为这一图景提供了额外的支持。
寻找仍在继续
研究人员并未仅止步于DF9。
他们正在使用包括由皮特·范·多库姆和多伦多大学天文学家罗伯托·亚伯拉罕共同创立的新开发的摩斯拉望远镜在内的其他望远镜进行后续观测。
他们的目标是寻找可能由创造星系事件遗留的任何残留气体。探测到这些物质有助于重建事件发生的过程，并为碰撞情景提供更多证据。
为什么这很重要
暗物质仍然是现代天文学中最大的谜团之一。尽管人们认为它占宇宙的相当大一部分，但它无法直接观测，主要通过其引力效应来得知。
NGC 1052-DF9的发现为这一谜题增添了关键新一环。通过揭示第三个似乎没有暗物质的星系并将其置于前所未有的线性排列中，这一发现提供了一个罕见的自然实验室，用于检验星系形成方式及暗物质行为的理论。
如果研究人员的解读正确，这些星系可能直接证明暗物质与普通物质在剧烈宇宙事件中可以分离——为宇宙中最难捉摸组成部分的真实本质提供了宝贵线索。
