最近,天文學家又新發現19個缺少暗物質的星系。不同于其他星系,它們主要由我們熟悉的普通物質組成,例如質子、中子和電子。這一最新的研究也許會對暗物質和星系形成理論產生重大影響。
這一新發現支持了此前發現有兩個星系幾乎不含暗物質的結果。暗物質占據了宇宙物質的主導,被認為是所有星系的主要成分,也是最初星系形成的主要驅動力。因此,發現這么多星系不含暗物質表明,星系形成與演化理論中必定缺失了某些環節。
20世紀70年代末,天文學家發現仙女星系的轉動方式不同于預期。在太陽系中,行星以不同的速率繞太陽公轉,距離越近,速度越快。然而,在仙女星系中,其邊緣處發光物質的轉速與其中心附近的一樣。這意味著,仙女星系充滿著大量的不可見物質,一直到延伸到遠離其中心的地方。這是暗物質存在的第一個直接證據。
在隨后的數十年里,天文學家意識到幾乎每個星系都充滿了暗物質。除了引力外,它不與任何普通物質或光發生相互作用。但在2018年,天文學家發現星系NGC1052-DF2似乎僅含有極少甚至不含暗物質。此后,又發現了第二個幾乎不含暗物質的星系NGC1052-DF4。
然而,這次新發現的19個不含暗物質的星系讓上述這兩個星系顯得不再那么另類。如果這些結果是正確的,那天文學家就不得不嚴肅地思考這份不斷增長的無暗物質星系清單到底意味著什么。
最新的這一批不含暗物質的星系發現于對324個矮星系的觀測。通過研究每個星系中氫原子氣體的旋轉速度,可以計算出這些星系所包含普通物質的量,例如氣體和恒星。通過數據分析發現,有19個星系所包含的普通物質足以解釋其中氫原子的運動。換句話說,這些星系可能并不含有大量的暗物質。
發現不含暗物質的星系意味著,天文學家并未真正了解星系最初是如何形成的。目前猜測,只有當大量暗物質的引力吸引了足量的氣體和塵埃時,恒星才會形成,進而形成星系。但問題是,在沒有暗物質時,恒星該如何形成?眼下還不得而知。


