在受到讚揚和懷疑之後，發現NGC 1052-DF2的天文學家團隊帶著關於其奇異性質更有力的證據回來了。NGC 1052-DF2是已知第一個幾乎不包含暗物質的星系。暗物質是一種神祕、看不見的物質，通常主宰著星系的構成；找到一個丟失暗物質的星系是前所未有的，而且完全出乎意料。如果有一個目標，你腦海中總會有一個小聲音在說，但如果你錯了呢？研究小組組長、耶魯大學索爾·戈德曼家族天文學教授彼得·範·多克姆(Pieter van Dokkum)說：
博科園-科學科普：儘管做了所有我們能想到的檢查，還是擔心大自然把我們扔進了一個怪圈，讓一些東西看起來很特別，而實際上它卻很平凡。現在範多庫姆的團隊有兩項新研究來支持他們最初的觀察，證明暗物質實際上是可以從星系中分離出來。團隊成員包括多倫多大學天文學和天體物理學教授羅伯託·亞伯拉罕、聖何塞州立大學物理學和天文學副教授亞倫·羅曼諾斯基、哈佛大學天文學教授查理·康羅伊和耶魯大學研究生珊妮·丹尼利。大約兩年前首次發現該星系的達涅利說：我們看到了一些全新的東西，這是多麼令人著迷的事情。
沒人知道有這樣的星系存在，對天文學學生來說，世界上最好的事情就是發現一個物體，不管是行星、恆星還是星系，沒人知道，甚至沒人想過。在第一項研究中，研究小組證實了他們對NGC 1052-DF2(簡稱DF2)的初步觀察，這表明暗物質實際上在星系中並不存在。利用W. M.凱克天文臺的凱克宇宙網絡成像儀(KCWI)，收集了更精確的測量數據，發現星系內部的球狀星團確實在以與星系正常物質質量一致的速度運動。如果DF2中有暗物質，星團的運動速度會快得多。
- NGC 1052-DF2是第一個已知幾乎不含暗物質的星系。圖片：Yale University
要作者Danieli說：KCWI是獨一無二的，因為它結合了大面積研究。該儀器不僅能讓我們同時看到整個星系，它的高光譜分辨率也能讓我們準確地測量質量，世界上沒有其他樂器具有這兩種特性！在第二項研究中，研究小組使用凱克天文臺的低分辨率成像光譜儀(LRIS)發現了另一個沒有暗物質的星系，名為NGC 1052-DF4，簡稱DF4。DF4論文的第一作者範多庫姆(van Dokkum)說：發現第二個只有很少甚至沒有暗物質的星系，就像最初發現DF2一樣令人興奮。這意味著現在發現更多這樣的星系機率比我們之前認為的要高。
由於目前對這些星系是如何形成的沒有很好的解釋，研究人員希望這些發現將鼓勵更多的科學家致力於這個謎題。研究結果發表在《天體物理學》上。和DF2一樣，DF4屬於一個相對較新的星系類別，稱為超漫射星系(UDGs)。它們和銀河系差不多，但恆星數量卻比銀河系少100到1000倍，這使得它們看起來毛茸茸、半透明，因此很難觀察到。具有諷刺意味的是，這些udg中暗物質的缺乏加強了暗物質理論。它證明了暗物質是一種不與“正常”物質耦合的物質，因為兩者可以分別被發現。
- 蜻蜓長焦陣列拍攝一幅調查圖像顯示了橢圓星系NGC 1052(中心)區域內的物體。其中包括DF2(左下)和DF4(右上)；這兩個星系都是缺乏暗物質的星系，它們在大小、光度、形態、球狀星團數量和速度色散方面都很相似。圖片：P. Van Dokkum (Yale University)/STScI/ACS
這些星系的發現很難用改變大規模引力定律的理論來解釋，作為暗物質假說的替代。這一令人震驚的發現在2018年3月該團隊首次公佈結果時招致了一些批評。有時候會有點壓力，一方面，這是科學過程的工作原理，看到一些有趣的東西，其他人不同意，你得到了新的數據，最後你對宇宙有了更多的瞭解。另一方面，雖然大多數批評是建設性的和禮貌的，但並不是所有。每次有新的評論出來，我們都得趕緊弄清楚我們是不是漏掉了什麼。範多庫姆說，團隊在那些艱難時刻團結一致而感到自豪。
他們的努力得到了回報，宇宙的合作給了他們更多理由去尋找像DF2和DF4這樣的udg。達涅利正在用蜻蜓遠距攝影陣列(DTA)進行一項廣域研究調查，以系統地尋找更多的例子，然後再次使用凱克望遠鏡觀察候選對象。丹尼利說：我們希望下一步能發現這些星系有多普遍，以及它們是否存在於宇宙的其他區域，希望找到更多的證據，幫助我們理解這些星系的性質如何與目前的理論相結合，希望這將使我們進一步瞭解宇宙中最大的謎團之一：暗物質的性質。
博科園-科學科普｜研究/來自: WM凱克天文臺
參考期刊文獻:《天體物理學》
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0e8c
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0d92
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