没有暗物质!这个星系非常怪

范·杜库姆（右一）、亚伯拉罕（左一）与来自耶鲁大学和多伦多大学的研究生同蜻蜓望远镜合影。（多伦多大学/图）

（本文首发于2018年4月5日《南方周末》）

此前认为,暗物质在宇宙中应该是无处不在的。然而最近的一项研究却有力地挑战了这种观点,科学家发现了一个几乎不存在暗物质的星系。这一发现同时也关闭了试图对引力理论进行某种修正的大门。星系中暗物质的缺失竟然成为暗物质存在的证据,这似乎有些荒谬。

我们曾经以为我们眼中的宇宙就是宇宙真实的模样。望远镜的发明和其他波段探测手段的发展拓展了我们的视野,使我们得以窥探宇宙深处。但暗物质这一概念的提出及确立,却完全颠覆了我们对宇宙的认识。

目前,研究人员认为在宇宙的组成成分中,只有4%是可见物质,剩下看不见的是24%的暗物质和72%的暗能量(根据不同方法计算出的这一比例略有不同),因此我们肉眼可见的宇宙只是真实宇宙的很小一部分而已。

大部分天体物理学家相信,暗物质在早期宇宙形成我们今日所见的包含星系和星系团在内的宇宙大尺度结构的过程中发挥了重要作用,对暗物质的研究将会极大加深我们对基本规律和宇宙演化的理解。基于这样的认识,研究人员此前认为,暗物质应该在宇宙中无处不在。然而,最近的一项研究却有力地挑战了这种观点——研究人员发现了一个几乎不存在暗物质的星系。

这个星系并不“暗”

美国耶鲁大学天文学系教授皮耶特·范·杜库姆(PietervanDokkum)领导的研究小组于2018年3月28日在《自然》上发表了题为《一个缺少暗物质的星系》(Agalaxylackingdarkmatter)的论文。在论文中,他们报告了一项最新发现,即星系NGC1052-DF2中几乎不含有暗物质。这个研究小组由来自耶鲁大学、圣何塞州立大学、多伦多大学、哈佛大学和马克斯·普朗克天文学研究所的研究人员组成。

范·杜库姆在接受耶鲁大学官网采访时表示:“我们此前认为每个星系都含有暗物质,并且暗物质是星系起源的原因,所以发现一个没有暗物质的星系是非常出人意料的。这个发现挑战了我们理解星系运行的标准观点,同时也说明形成星系的方式也许有不止一种。”

1933年,瑞士天文学家弗里兹·兹威基(FritzZwick)首先提出“暗物质”的概念。