“我们不知道它是如何存在的”:天文学家对颠覆暗物质理论的,“几乎看不见的”矮星系感到困惑

撰文:哈里.贝克
努比矮星系(中心)的恒星浓度异常低,这与我们对宇宙的理解不符。(图片:GTC/Mireia Montes)
科学家们发现了一个“几乎看不见”的矮星系,这是我们目前对宇宙的理解所无法解释的。这个神秘而微弱的物体多年来一直躲避探测,由于光线太暗,研究人员甚至无法确定它的确切位置。
1月9日发表在《天文学与天体物理学》杂志上的一项研究,描述了这个新发现的星系,名为努比(西班牙语中的“云”)。努比是非常扩散的,这意味着它的恒星非常弥漫散,因此,星系几乎没有发出任何光。它比大多数其他已知的矮星系暗大约10倍,比考虑到它所拥有的恒星数量,应该宽10倍以上。
该研究的主要作者说:“根据我们目前的知识,我们不明白一个具有如此极端特征的星系是如何存在的。”
研究人员在重新分析斯隆数字巡天收集的数据时,发现了努比,该巡天是最大、最详细的夜空天文数据库之一,同时发现了一个多年来一直被忽视的小矛盾。在发现异常后,研究小组使用西弗吉尼亚州的绿岸望远镜,和西班牙拉帕尔马的加那利群岛的格兰望远镜,拍摄了外围坐标的超深多色图像。
但即便如此,努比还是如此微弱,以至于研究小组无法准确地确定,它与我们银河系的确切距离。研究人员怀疑它距离银河系约3亿光年,直径约为银河系的三分之一。但还需要进一步的观察来证实这一点。
星系形成的一般规律是,星系的密度在核心最高,在更远的地方降低。但是努贝的恒星浓度“在整个天体中变化很小,这就是为什么它如此微弱,”蒙特斯说。
研究人员无法解释,当星系中心的质量如此之小时,星系是如何保持在一起的,而质量(引力)通常会施加保持其他恒星所需的重力。
通常,天文学家认为这种引力异常是由暗物质引起的,暗物质是一种起源不明的神秘物质,不与光发生反应,据推测约占宇宙质量的27%。然而,根据我们目前对暗物质的理解,应该没有足够的暗物质来解释努比的异常性质。
加那利群岛天体物理研究所的天体物理学家、研究合著者伊格纳西奥.特鲁希略在声明中表示:“一种有吸引力的可能性是,努比的不同寻常的性质向我们表明,构成暗物质的粒子质量极小。”他补充道,如果这是真的,暗物质将是“量子物理性质的证明,但在银河系范围内”。
特鲁希略补充道:“如果这一假设得到证实,这将是大自然最美丽的展示之一,将最小的世界与最大的世界统一起来。”然而,这只是一种可能的理论。
无论是什么原因导致了努比的扩散性质,研究人员现在都在寻找类似的微弱星系,这可能有助于解开这个谜团。
蒙特斯说:“有了这个星系,以及我们可能发现的类似星系,我们可能会发现更多的线索,这将为理解宇宙打开一扇新的窗口。”