天文學家再發現沒有暗物質的超稀疏星系

去年3月28日發表在《自然》期刊的一篇論文顯示，「超稀疏」星系NGC 1052-DF2 幾乎不包含暗物質，被視為天文學新突破。今年3月，天文學家利用新觀測進一步驗證NGC 1052-DF2沒有暗物質，並且他們又發現了一個新的同類星系：NGC 1052-DF4。

暗物質是一種在宇宙中普遍存在的神秘物質。目前宇宙學理論認為，暗物質佔有宇宙全部物質的高達85%左右。觀測中發現，暗物質似乎只受引力影響，而且根本不可見。

然而，暗物質卻是宇宙中的星系、星系團、以至更大尺度宇宙結構中最為重要的組成部份之一。特別是目前很多理論和觀測認為，星系中普遍包含暗物質。

一個星系沒有暗物質確實是一件非常奇怪的事情。找到這樣的星系就像發現沒有火源的煙，沒有原因的結果。分別於2019年3月20日和27日在《天體物理期刊通訊》上發表兩篇論文，再次證實沒有暗物質的星系存在。

大約一年前，由耶魯大學（Yale University）彼得‧范多肯（Pieter van Dokkum）教授領導的研究組發現了一個超稀疏星系，編號為NGC 1052-DF2。研究組經過份析發現，這個星系中似乎沒有暗物質。然而，由於這是當時發現的唯一一個沒有暗物質的星系，學術界對此頗有質疑。

最近，該研究組於2019年3月27日通過凱克天文台（Keck Observatory）發佈通訊稿，利用新觀測進一步驗證了NGC 1052-DF2沒有暗物質。並且，他們又發現了一個新的同類星系，NGC 1052-DF4。

NNGC 1052-DF2距離地球大約6,500萬光年，大小與銀河系相當，但星系中的恆星數量只有銀河系恆星的1%，但它是「超稀疏」（ultra-diffuse）的，意味著NGC 1052-DF2包含的恆星數量只相當於銀河系中的極小部份——只有1%。

新發現的NGC 1052-DF4星系與NGC 1052-DF2位於同一個天體區域中，大小和質量大致相同。「DF」名字來自於獲得這些發現的蜻蜓望遠鏡頭陣列（Dragonfly Telephoto Array），該陣列專門探測微弱的宇宙物體。

利用凱克天文台的精密觀測，研究組測定了NGC 1052-DF2周圍的球狀星團的運行速度，從而推斷星系的質量。天文學家從中發現，推測的質量和星系中可見物質的總質量非常吻合，沒有暗物質提供的額外質量。

新發現的NGC 1052-DF4也具有類似的特性。范多肯教授指出，這個新發現說明，通過現有觀測技術發現不含暗物質的星系概率比預想的要高；而對這類星系的觀測，能鼓勵更多科學家研究這種星系的形成和演化。#

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