「暗物質星系」之謎被破解，但還有一個更大的謎等著我們

2020-10-16 星空天文

「當你凝視深淵的時候，深淵也在凝視你。」

「蜻蜓44」。Teymoor Saifollahi / NASA / 哈勃太空望遠鏡

什麼東西看不見摸不著卻又無處不在？暗物質可列其一。這種神秘的物質理論上是星系的主體，沒有它星系無法存在，但我們卻怎麼也找不到它。

天文學家會通過種種方法測量星系的總質量，然後與星系中普通恆星物質的質量進行比較，來獲知星系中暗物質的比例。

多年的觀測結果顯示，星系中暗物質與普通物質的比例通常在10比1至300比1之間。幾年前，有天文學家發現了一個極為鬆散的星系，名為「蜻蜓44」，隸屬於后髮座星系團。這個星系的暗物質含量與銀河系的暗物質含量相當，但恆星數量只有銀河系的千分之一。這意味著其暗物質和普通物質的比例達到了令人瞠目的10000比1。

這個星系一經發現就在圈內引起了軒然大波。現有理論無法解釋宇宙中為何會存在這樣一個暗物質比例高達99.9%的星系。於是許多學者開始研究它，試圖找到其「異常」的原因。

結果一個由荷蘭格羅寧根大學卡普坦研究所主導的國際科研小組發現，人們之前之所以以為「蜻蜓44」的暗物質含量高達99.9%，是因為錯誤地估計了它所含球狀星團的數量。

人們之前假設這個星系中存在大約80個球狀星團，但這些天文學家經過實打實的統計之後發現，「蜻蜓44」的球狀星團數量偏低，只有20個。

球狀星團的數量和其所屬星系的總質量之間存在著某種關聯。球狀星團越多，星系的總質量就越大；球狀星團越少，星系的總質量就越小。這是一種觀測經驗，目前尚未有確切的解釋，但據推測可能與球狀星團的形成特點有關。

「蜻蜓44」只有20個球狀星團意味著它的總質量沒有那麼大，因而暗物質含量也沒有那麼高，其和普通物質的比例達不到10000比1，而是只有300比1。

「蜻蜓44」由此成為了一個「普普通通」的矮星系，完全適用於現有的暗物質理論，而無需對理論進行修改。

「暗物質星系」之謎已解，但暗物質本質之謎卻依然難解。尼採說，「當你凝視深淵的時候，深淵也在凝視你。」用它來比喻我們和暗物質的關係，好像也有點那個意思。

參考
The number of globular clusters around the iconic UDG DF44 is as expected for dwarf galaxies
https://academic.oup.com/mnras/advance-article-abstract/doi/10.1093/mnras/staa3016/5919454

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