為不含暗物質的星系找到了合理解釋

我們剛剛為一個與當前暗物質和星系形成理論不相容的發現找到了一個合理解釋。

天文學家在去年發現，星系NGC1052-DF2絕對不含暗物質。然而，最新的分析發現，在之前的計算中，我們採用的一個參數——與該星系的距離，有點過大了。這意味著它可能還是含有暗物質的。

暗物質是宇宙在宇宙學家頭上彈出的大問號。我們不知道它是什麼，我們無法直接檢測它，但我們知道有某些東西製造了與質量相同的效果。

例如，星系中天體的移動速度高於我們可以直接檢測到的質量所能維繫的閾值；一些被無法察覺到的東西——暗物質，如果你願意用這個詞的話——產生的引力效應彌補了已知質量的不足。

它是我們理解宇宙的基礎。我們相信它幫助恆星和星系在大爆炸之後存在的原始物質湯中成形，並且有助於保持星系中的天體不會逃逸。

我們的星系形成模型依賴於它。

「數十年來，我們認為星系在生命之初就像暗物質塊一樣，」耶魯大學的天文學家Pieter van Dokkum在去年表示，「之後萬物出現：氣體落入暗物質暈，氣體轉化成恆星，它們慢慢堆積，最終得到像銀河系一樣的星系。NGC1052-DF2挑戰了關於星系形成的標準理論。」

因此，暗物質似乎是一種非常重要的成分，事實上，直到發現NGC1052-DF2，每個星系似乎都至少含有一些。事實上，通常暗物質的含量要高於正常物質。

因此，加拿大國家能源研究所(IAC)領導的國際團隊決定開始進一步研究。他們發現，之前研究中導出缺少暗物質的所有異常測量都依賴於星系間的距離——離我們6400光年。

這給了他們啟發。使用5種不同方法，包括哈勃太空望遠鏡和雙子座天文台的數據，他們重新計算了我們到NGC1052-DF2的距離。

每種方法都指向了相同的結果——NGC1052-DF2要近得第一。根據該團隊的反覆驗算，更精確的距離約為4200萬光年。

基於新的距離參數，星系的質量大約是之前認為的一半——而恆星質量僅為之前分析的四分之一。

因此，不僅星系本身質量較小，且正常物質的比例更小。這意味著其餘部分必須由——你猜對了——暗物質構成。

在計算的基礎上，先前的研究根據星系內星團的緩慢運動推斷出暗物質缺乏。現在知道整個星系的質量較小，這種移動速度實際上非常正常。

研究人員在他們的論文中寫道：「通過修正距離，這個星系似乎是一個相當普通的低表面亮度星系，有很大的暗物質空間。」

現在故事還未結束。我們還不知道這套策略對NGC1052-DF4，是否也有效——這個星系據測算在DF2附近，距離我們約6300萬光年遠處——van Dokkum的團隊發現它也沒有暗物質。

加拿大研究人員已經開始轉向它，看起來和DF2是非常相似的狀況。澳大利亞新南威爾士大學的物理學家Mireia Montes在電子郵件中告訴ScienceAlert，「結果也告訴我們，NGC1052-DF4比[van Dokkum]團隊所推斷的更近。」

該研究已發表在《皇家天文學會月刊》上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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