天文学家可能发现了一个没有暗物质形成的星系

天文学家惊讶地发现一个星系缺少一种看不见但至关重要的物质——暗物质。

暗物质是一种神秘的理论物质，占宇宙的 27%，不发光，对普通物质产生引力。在科学家目前对星系诞生的描述中，暗物质是必不可少的，因为它的引力为星系的形成奠定了基础。

格罗宁根大学和荷兰射电天文学研究所 (ASTRON) 的天文学家帕维尔·曼塞拉·皮纳 (Pavel Mancera Piña) 表示：“根据我们目前对星系形成和演化的理解，星系形成于非常巨大的暗物质晕的中心。”他最近领导了一项研究“超弥散”星系 AGC 114905 的项目，该研究成果将发表在科学期刊《皇家天文学会月刊》上。曼塞拉·皮纳说，这些暗物质晕在太空中聚集并有助于将星系拉到一起。

这就是为什么当曼塞拉·皮纳和他的团队发现一个他们认为可能在没有暗物质的情况下形成的星系时人们会如此惊讶。

过去几年，他一直在研究所谓的超弥散星系。这些星系虽然大小与银河系差不多，但恒星数量只有银河系的千分之一。他说，这些超弥散星系更暗，因此直到最近望远镜技术取得进展，天文学家才能够观测到许多超弥散星系。但专家们仍然不知道这些星系是如何形成的，它们的质量比典型的星系小得多。

星系的质量由恒星和气体组成，科学家可以看到它们，但也包括暗物质，科学家看不到它们。天文学家知道，星系中心的质量越大，星系旋转的速度就应该越快。但大多数观测到的星系的旋转速度都超过了它们的视重。

这就是暗物质的作用所在：暗物质增加了星系的重量，但无法通过望远镜直接观测到。天文学家知道这一点，因此习惯于看到星系由于暗物质的影响而以比预期更快的速度旋转。

如果你能用望远镜测量星系恒星和气体的重量，并将其与通过星系旋转速度测量的星系总质量进行比较，这些数字之间的差异将告诉你星系中有多少暗物质。该团队对 AGC 114905 进行了这项测量。令他们惊讶的是，他们发现星系的运动可以仅用常规物质来解释。

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曼塞拉·皮纳表示，研究小组尝试模拟星系中最常见的暗物质排列，即“冷暗物质晕”，该星系中暗物质的行为方式。但模拟暗物质晕的典型形状并没有产生与现实世界观测相同的结果，这进一步证明 AGC 114905 可以在没有暗物质的情况下存在。

曼塞拉·皮纳说，科学家已经发现了一些其他可能含有少量或完全不含暗物质的星系，但没有一个星系的数据如此令人信服。“我认为这些结果表明，可能存在不含暗物质的星系。”

西班牙加那利天体物理研究所的天文学家伊格纳西奥·特鲁希略 (Ignacio Trujillo) 表示，科学家确实知道另一种不含暗物质的星系，这种星系是由两个星系的潮汐相互作用形成的。伊格纳西奥·特鲁希略曾研究过含有少量暗物质的星系，但没有参与这项研究。邻近星系的潮汐引力可以剥离星系中的暗物质，这解释了为什么有些星系可能仍然含有暗物质，但最终却没有暗物质。

Trujillo 表示，之前发现的两个缺乏暗物质的星系分别是蜻蜓 2 号和蜻蜓 4 号。他认为，其中一个判断是基于对这个星系的错误假设。与此同时，另一个星系“正被邻居潮汐摧毁”，他说。然而，这项新研究中的这个星系在距离我们和自转速度方面表现得更好，而且看起来是孤立的，因此邻近星系不太可能窃取它的暗物质。

特鲁希略表示：“这项研究非常严肃，做得非常好”，他也同意这个星系是从未存在过暗物质的非常有力的候选者。

但至于这一发现是否会重塑科学家对暗物质和星系形成的看法，他说，这并不是故事的结束。他正在等待后续项目，以便更仔细地分析这个星系，类似于已经对其他潜在星系完成的深入研究。

不过，特鲁希略指出，与既定科学相冲突的发现是好事。因为它们推动了新实验和理论的发展，他说，“发现奇怪的事物绝对是件好事。”