天文学家几乎已经证实，宇宙中至少有一个星系严重缺乏暗物质。这一新发现不仅表明星系确实可以没有暗物质而存在，而且还引发了关于这类奇怪星系最初是如何形成的根本性问题。
这项于 10 月 16 日发布在预印本网站 arXiv 上的研究，利用哈勃望远镜敏锐的目光，对幽灵般的星系 NGC 1052-DF4（简称 DF4）进行了新的、深邃的成像。通过新的观测数据，研究人员识别出了这个奇异星系最亮的红巨星（称为红巨星分支顶端，或TRGB）。由于 TRGB 星星在红外线观测时都以相同的真实亮度发光，唯一影响它们*看起来*有多亮的因素就是它们的距离。
因此，通过识别该星系的 TRGB 并利用其确定 DF4 的距离，新数据基本上证实了该星系位于约 6100 万光年之外。研究人员表示，这基本上驳斥了其他声称 DF4 距离更近因此含有正常量暗物质的研究。
“我认为这是确凿的，”耶鲁大学的合著者Pieter van Dokkum通过电子邮件告诉《Astronomy》杂志。
关于无暗物质星系的争论
在过去的几年里，天文学界一直在进行一场争论。2018 年，van Dokkum 和他的团队偶然发现了一个幽灵般的星系，绰号为DF2，它似乎不含任何显著量的暗物质。由于暗物质被认为占宇宙所有物质的约 85%，第一个无此种神秘物质的星系的发现引起了广泛关注。
其中一位怀疑论者是加那利群岛天体物理研究所的Ignacio Trujillo。被无暗物质星系的惊人说法所吸引，Trujillo 和他的团队迅速对 DF2 进行了自己的分析。基于各种方法，Trujillo 的团队确定DF2 的实际距离要近得多，约 4200 万光年，而不是 6100 万光年。Trujillo 在一份2019 年的研究中认为，这意味着 DF2 并不像最初认为的那么奇怪，而是隐藏着与普通星系相当的暗物质。
但是，仅仅六天后，van Dokkum 的团队又发表了另一项研究，识别出第二个星系，命名为DF4，其距离与 DF2 大致相同，同样缺乏暗物质。然而，Trujillo 和他的同事们再次计算了他们自己到 DF4 的距离。基于当时可用的哈勃数据，无暗物质阵营识别出了他们*认为*是 DF4 的 TRGB。但根据新呈现的哈勃数据——捕捉到了更多、更暗淡的恒星——Trujillo 的团队可能错误地识别了 TRGB。
“在新数据中，确实没有歧义，”该研究的作者、耶鲁大学的Shany Danieli说。“我们认为新数据确实排除了[Trujillo 团队得出的更近距离]。TRGB 通常被认为是确定的，因为它的物理学是完善的。”
一个没有暗物质的星系意味着什么？
如果这些最新结果能够经受住可能随之而来的审查，那么发现第一个（也可能是第二个）无暗物质星系将从根本上改变我们对星系如何形成和演化的理解。
“ [DF4 和 DF2] 指向了一种构建星系的替代渠道——甚至引发了我们是否理解什么是星系的疑问，” van Dokkum 说。他表示，目前我们认为星系始于暗物质，暗物质能够通过引力吸引大量气体和尘埃，从而启动恒星形成。
“问题是，我们不知道在没有暗物质的情况下，恒星是如何形成的，” van Dokkum 说。“我们只能说，在它们历史的早期，一定有非常密集的气体，”否则，星系就无法产生新的恒星。
但是，对 DF4 的最新距离测定真的足够可靠，可以开始探讨发现无暗物质星系的意义了吗？
“是的，这是我们的希望。我们希望能够讨论这些星系意味着什么，而不是我们的测量是否准确，” Danieli 说。
“话虽如此，”她补充道，“我们完全同意‘非凡的主张需要非凡的证据’这句话。”
