天文學家發現第二個不含暗物質的星系

去年，天文學家發現了一個幾乎沒有暗物質存在的星系，這個消息引起了許多研究人員的興趣，同時也引起了一些懷疑。美國耶魯大學天文學教授彼得·范·杜根（Pieter van Dokkum）說：「如果只有一個目標，我的內心就不禁懷疑，『萬一我們錯了呢？』但是我們的團隊做了所有能想到的暗物質檢測。」

一項新研究顯示，去年的發表白硏究應該是正確，杜根團隊證實了這個位於六千萬光年以外的星系NGC 1052-DF2（簡稱DF2）幾乎沒有可辨別的暗物質。此外，他們又發現了一個缺乏暗物質的星系NGC1052-DF4，簡稱為DF4。綜合來看，DF2及DF4過去應是一個更大且未知的星系群中的一部分，而這些獨立出來的星系似乎已經從暗物質的束縛中解放出來，這項新研究可能對目前的主流星系形成及演化理論產生重大影響。

DF2及DF4星系屬於一個相對較新的類別，又稱做超稀疏星系（Ultra diffuse galaxy，簡稱UDG），它們的大小與銀河系相當，但是恆星數量卻少了數百至數千倍，這意味著你雖然往該星系的方向看去，卻以為它不存在，所以非常難以查覺此類星系的存在。從研究團隊的觀測資料中，確定了該星系內部的十個球狀星團，並發現它們的移動速度比預期慢了三倍，這表示DF2中的暗物質基本上不存在。如果該星系含有暗物質，則移動速度就不會這麼慢。

雖然僅以兩個星系為樣本，目前還很難得出全面性的結論，但是透過證明這些不含暗物質的星系，反證了其它星系存在暗物質的可能性。因為暗物質的影響在除了DF2及DF4之外的所有已知星系中都很明顯，研究團隊認為暗物質一定是一種有形的物質，可以與一般物質分離，同時也說明了暗物質的替代理論，如修正牛頓力學的錯誤。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報》