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作者：Emily Conover
编译：盛衍钧
校对：艾宇熙 王清山 涂天宇
编排：王招君
后台：胡永葳 李子琦 李鸣晨
https://www.sciencenews.org/article/galaxy-dark-matter-dwarf-galaxies-physics-space
一个名为NGC 1052-DF2的没有暗物质的星系（如图所示）以及其他类似的星系可能形成于80亿年前两个星系的碰撞
来源：ZILI SHEN，PIETER VAN DOKKUM，NASA
两个没有暗物质的神秘星系可能有一个令人震惊的起源故事。
研究人员提出，大约80亿年前，有两个矮星系发生了相互撞击。那次撞击事件导致这两个星系内的气体分裂并形成多个新的矮星系，其中就包括了这两个不含暗物质的星系。
研究人员在5月19日的《自然》杂志上指出，一排新发现的空间跨度超过600万光年的矮星系，可能是在上述假设的撞击后形成的。如果假设正确的话，这一发现可能有助于解开这种不寻常的无暗物质星系是如何形成的谜团，并揭示关于暗物质性质的新细节。
但其他科学家怀疑是否有足够的证据支持这个故事。“如果这是真的，我认为这将是非常令人兴奋的。我只是认为这个假说的成立还没有达到一定的标准。”英国吉尔福德的萨里大学的天文学家Michelle Collins谈道。
2018年，耶鲁大学天文学家Pieter van Dokkum及其同事报告了一个没有暗物质的矮星系（SN: 3/28/18）。暗物质这种不可见的神秘物质通常可以通过其对恒星的引力作用在星系中被探测到。当2019年科学家们在先前的矮星系附近发现了第二个没有暗物质的矮星系时，一个显而易见的问题出现了：这两个古怪的星系是如何形成的？人们普遍认为暗物质构成了所有星系的基础，在引力作用下吸引着最终形成恒星的气体。因此，一定有一些过程将这些矮星系的暗物质与星系的气体分离。
科学家们以前曾在“子弹”星系团中看到暗物质和正常物质在非常大范围内的分离，该星系团是由两个星系团相互冲撞形成的（SN: 8/23/06）。其他研究人员曾提出，类似的事情可能发生在碰撞的矮星系中，也就是van Dokkum及其同事所说的“子弹矮星系”。
在这样的碰撞中，矮星系虚无缥缈的暗物质不受干扰，因为它们不会与其他物质相互作用。但是来自两个星系的气体会撞在一起，最终形成多个团块，每个团块都会形成不含暗物质的星系。
一个在非约束轨道上下降的富气体星系（图中的Progenitor 1）在大约80亿年前与NGC 1052的卫星星系（图中的Progenitor 2）相撞，产生了两个低亮度的残余物（可能是RCP 32和DF7）、DF2和DF4，以及其他三到七个无暗物质的星系。这里各个星系的速度是相对NGC 1052的相对速度。
来源：van Dokkum, P., Shen, Z., Keim, M.A. et al. 2022，https://www.nature.com/articles/s41586-022-04665-6
现在，van Dokkum和他的同事们认为，“子弹”矮星系的想法可以用来解释之前报道的两个没有暗物质的星系以及附近的其他几个星系。研究人员说，这两个星系正在相互远离，就好像它们来自同一个地方一样。更重要的是，这两个星系是由11个星系排列成的链条的一部分，这种结构可能是在“子弹”矮星系碰撞后形成的。
两个被发现不含暗物质的星系，NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4，是总共有11个星系的直线的一部分（图中所示）。这种星系的线性排列可能是很久以前由两个原生星系的碰撞产生的。
来源：P. VAN DOKKUM ET AL/NATURE 2022
“终于对这些奇怪的天体有了一个解释，这是非常令人满意的。”van Dokkum谈道。
但是，Collins认为，“我们还需要做得更多，以使这个解释更具说服力”。例如，她说，科学家们并没有测量所有星系与地球的距离。这意味着一些星系可能比其他星系远得多，而从我们的角度看，这些星系似乎是一字排开的，这可能是一个巧合。
而且，研究人员还没有测量出所有这些线性排列的星系的速度，也没有确定这些星系是否也缺少暗物质，这些后续的研究都将有助于我们去判断这种星系起源的猜想是否正确。
其他科学家则更为乐观。韩国首尔国立大学的天体物理学家Eun-jin Shin说：“在我看来，这个起源故事是非常合理的。”Shin与同样来自首尔国立大学的天体物理学家Ji-hoon Kim共同撰写了一篇关于这一发现的观点文章，该文章也发表在《自然》杂志上。
Shin、Kim和其他人进行的计算机模拟表明，子弹型矮星系可以产生这种无暗物质的星系。如果得到证实，子弹型矮星系的想法可以帮助确定暗物质的特性，特别是暗物质是否与自身相互作用（SN: 4/5/18）。
Van Dokkum及其同事正在计划进行更多的测量，以证实或反驳目前的猜想。但到目前为止，他认为：“对我来说，这个想法接近真理。”
责任编辑：黄婧
牧夫新媒体编辑部
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