来源:科技日报

科技日报记者 张梦然
天文学家们又找到了一颗“不走寻常路”的星系——NGC 1052-DF9。这颗矮星系看着暗淡又弥散,像一团快融进背景里的微光,但其内部结构暗藏的玄机,让一个古老的认知再次受到冲击:星系,真的必须依赖暗物质才能成型吗?
答案是,可能未必如此。
暗物质这东西,不发光、不吸收光,望远镜再锐利也拍不到它。但长久以来,天文学家们坚信它就是星系形成的“钢筋骨架”。想象一下,暗物质先悄悄聚成一个无形的“晕”,然后普通气体落入其中、冷却、点燃恒星,最终才长出我们能看到的星系。因此,当一个星系被发现缺了暗物质,就像一栋大楼没了钢筋,你说稀奇不稀奇。
但DF9并非孤例。在同一片天区里,NGC 1052-DF2和DF4早就被报道暗物质缺失,当时还在学界引发了不少争议。如今DF9加入,情况变得更加微妙——这三个星系并非宇宙中随机散落的孤岛,而是与另外几个暗淡星系排成了一条狭长的“星系链”。
这样一来,猜测也就顺理成章了:DF2、DF4、DF9,很可能源自同一次剧烈的宇宙碰撞。两个富含气体的矮星系曾以较高速度相撞,普通气体在碰撞中被挤压、剥离,沿着碰撞方向拖出一条长长的痕迹;而暗物质几乎不参与电磁相互作用,大概率没跟着气体停下,被留在了别处。那条细长的气体尾迹,后来冷却、凝结,形成了新的恒星与星系——DF9,或许正是这条宇宙尾迹里长出来的成员。
当然,判定一个星系到底有没有暗物质,最终还得靠恒星运动来说话。凯克望远镜对DF9的观测显示,其内部恒星运动速度并未出现“暗物质充裕”时应有的明显加快;它的总质量,大致用可见恒星就能解释。换句话说,本来该由暗物质扛起的引力重担,在这里竟然找不到痕迹。团队正是从“该发生却没发生的运动”反推出它的缺席。DF2和DF4当年的测定曾遭质疑,但如今DF9以同区域、同结构的第三例出现,让这个假说的分量一下子加重了不少。不过,要彻底推翻“每个星系都有暗物质晕”的传统说法,还得等更多样本说话。
团队下一步计划动用更多的望远镜,追踪这条星系链上其他暗淡星系是否也缺暗物质。如果能再多几个样本,“无暗物质星系”可能就不再是偶然,而是成为一类。到那时,教科书恐怕也得给这种“没有骨架的城市”留个位置了。
