天文學家再發現沒有暗物質的超稀疏星系
2019 年 03 月 31 日
「超稀疏」星系 NGC 1052-DF2 幾乎不包含暗物質。（ Credit: NASA/ESA/P. van Dokkum ）
去年 3 月 28 日發表在《自然》期刊的一篇論文顯示，「超稀疏」星系 NGC 1052-DF2 幾乎不包含暗物質，被視為天文學新突破。今年 3 月，天文學家利用新觀測進一步驗證 NGC 1052-DF2 沒有暗物質，並且他們又發現了一個新的同類星系： NGC 1052-DF4 。
暗物質是一種在宇宙中普遍存在的神祕物質。目前宇宙學理論認為，暗物質占有宇宙全部物質的高達 85%左右。觀測中發現，暗物質似乎只受引力影響，而且根本不可見。
然而，暗物質卻是宇宙中的星系、星系團、以至更大尺度宇宙結構中最為重要的組成部分之一。特別是目前很多理論和觀測認為，星系中普遍包含暗物質。
一個星系沒有暗物質確實是一件非常奇怪的事情。找到這樣的星系就像發現沒有火源的煙，沒有原因的結果。分別於 2019 年 3 月 20 日和 27 日在《天體物理期刊通訊》上發表兩篇論文，再次證實沒有暗物質的星系存在。
大約一年前，由耶魯大學（ Yale University ）彼得•范多肯（ Pieter van Dokkum ）教授領導的研究組發現了一個超稀疏星系，編號為 NGC 1052-DF2 。研究組經過分析發現，這個星系中似乎沒有暗物質。然而，由於這是當時發現的唯一一個沒有暗物質的星系，學術界對此頗有質疑。
最近，該研究組於 2019 年 3 月 27 日通過凱克天文台（ Keck Observatory ）發布通訊稿，利用新觀測進一步驗證了 NGC 1052-DF2 沒有暗物質。並且，他們又發現了一個新的同類星系， NGC 1052-DF4 。
NGC 1052-DF2 距離地球大約 6 ， 500 萬光年，大小與銀河系相當，但星系中的恆星數量只有銀河系恆星的 1%，但它是「超稀疏」（ ultra-diffuse ）的，意味著 NGC 1052-DF2 包含的恆星數量只相當於銀河系中的極小部分——只有 1%。
新發現的 NGC 1052-DF4 星系與 NGC 1052-DF2 位於同一個天體區域中，大小和質量大致相同。「DF」名字來自於獲得這些發現的蜻蜓望遠鏡頭陣列（ Dragonfly Telephoto Array ），該陣列專門探測微弱的宇宙物體。
利用凱克天文台的精密觀測，研究組測定了 NGC 1052-DF2 週圍的球狀星團的運行速度，從而推斷星系的質量。天文學家從中發現，推測的質量和星系中可見物質的總質量非常吻合，沒有暗物質提供的額外質量。
新發現的 NGC 1052-DF4 也具有類似的特性。范多肯教授指出，這個新發現說明，通過現有觀測技術發現不含暗物質的星系概率比預想的要高；而對這類星系的觀測，能鼓勵更多科學家研究這種星系的形成和演化。
