第三个不含暗物质的星系在奇特线性结构中被发现

!Keim et al. (2026)/DECaLS/HST – 哈勃太空望远镜拍摄的微弱矮星系DF9(插图)特写图像,背景为更广阔的NGC 1052星系群。

夏威夷毛纳基山,天文学家利用位于夏威夷岛毛纳基山上的W·M·凯克天文台,发现了第三个似乎不含暗物质的已知星系,这加深了此类天体如何形成的谜团,并进一步支持了暗物质是真实物理物质的观点。

该星系被命名为DF9,是一个距离地球约4500万光年(14百万秒差距)的微弱矮星系。它属于一个由七个星系组成的引人注目的线性结构,这些星系可能是在一次较大的星系之间的剧烈碰撞中形成的。这种不含暗物质的星系排列以前从未见过。

“这种缺乏暗物质的星系链以前从未见过,”耶鲁大学博士生、6月16日发表在《天体物理学报》上的这项研究的主要作者Michael Keim说。”这一发现提供了迄今为止最有力的证据,表明这些星系是通过一种极端的、前所未有的过程形成的,并为暗物质本身的本质提供了一个罕见的新视角。”

DF9加入了DF2和DF4的行列,成为仅有的质量完全来自可见物质(恒星、气体和尘埃)的已知星系。利用凯克宇宙网成像仪(KCWI),Keim和他的团队测量了DF9内恒星的运动,以计算其质量。他们发现其质量约为1亿太阳质量,与存在的可见物质数量完全一致。一个类似大小的正常星系由于暗物质的存在,其质量预计约为前者的100倍。

“KCWI极高精度使我们能够测量DF9极低的质量,其准确度足以证明其缺乏暗物质,”Keim说。

这三个星系有一个共同点。它们都是在NGC 1052星系群附近的同一片天空区域中被发现的,而DF2和DF4此前曾由耶鲁大学教授Pieter van Dokkum利用哈勃太空望远镜研究过。DF9最初被误分类为一个可能的黑洞,后来Keim将其重新识别为一个微弱的矮星系。

这些发现对宇宙学中的两个主要争论具有重要意义。首先,它们挑战了标准星系形成模型,该模型认为所有星系都在暗物质的巨大晕中形成。缺乏暗物质的星系的存在表明可能有一种不同的形成机制在起作用,可能是一次高速星系碰撞,将形成恒星的气体云从它们的暗物质晕中剥离出来。

其次,这一发现强化了暗物质是真实物理物质而非修正引力理论表现形式的观点。修正引力理论在矮星系尺度上的争论最为激烈,而这些观测在此具有最重要的意义。

“这一发现提供了令人信服的证据,表明暗物质表现为一种物理物质,而非替代引力理论的效果,尤其是在那些理论争论最为激烈的矮星系尺度上,”van Dokkum说。

研究团队目前正在利用van Dokkum共同创立的Mothra望远镜和其他天文台进行后续观测。他们的目标是探测该区域残留的气体,这将有助于确认无暗物质星系是由灾难性碰撞形成的。

如果得到证实,这七个星系的线性结构将代表一个全新的宇宙天体类别:一条由单一暴力事件产生的星系尾迹,每个星系都缺乏弥漫宇宙其余部分的暗物质。

婷 翻译

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