没有暗物质的星系之谜

由IAC和拉古纳大学(ULL)SebastiénComerón的研究人员领导的一个科学家小组发现NGC1277星系不包含暗物质。这是第一次一个巨大的星系(其质量是银河系的几倍)没有显示出宇宙中这种看不见的组成部分的证据。“这个结果不符合目前公认的宇宙学模型，其中包括暗物质，”科梅隆解释道。

在当前的标准宇宙学模型中，大质量星系包含大量暗物质，暗物质是一种与正常物质不同的相互作用方式的物质;它存在的唯一证据是它对附近的恒星和气体施加的强大引力，并且这种相互作用是可以观察到的。

NGC1277被认为是一个原型“遗迹星系”，这意味着一个与邻居没有相互作用的星系。这种类型的星系非常罕见，它们被认为是宇宙早期形成的巨型星系的残余物。

“遗迹星系在帮助我们了解第一个星系如何形成方面的重要性是我们决定使用整体场摄谱仪观察NGC1277的原因，”Comerón解释道。“根据光谱，我们制作了运动图，这使我们能够计算出半径约20,000光年的星系内的质量分布，”他说。

研究小组发现NGC1277中的质量分布正是恒星的分布，并由此推断在观测到的半径内暗物质的含量不可能超过5%，尽管观测结果与完全不存在这一成分是一致的。

然而，目前的宇宙学模型预测，质量为NGC1277的星系应该至少有10%的质量以暗物质形式存在，最多70%以这种形式存在。参与这项研究的IAC和ULL研究员伊格纳西奥·特鲁希略(IgnacioTrujillo)指出：“观察结果与我们预期之间的差异是一个谜，甚至可能是对标准模型的挑战。”

文章对NGC1277中缺乏暗物质提出了两种可能的解释。“其一是该星系所在星系团内与周围介质的引力相互作用剥离了暗物质，”IAC和ULL的研究员AnnaFerré-Mateu评论道，她也参与了这项研究。“另一个是，当原星系碎片合并形成星系时，暗物质被赶出系统，从而产生了遗迹星系。”

对于这项研究的作者来说，这些解释都不是完全令人满意，“因此，如何在没有暗物质的情况下形成一个巨大的星系仍然是一个谜，”科梅隆坚持认为。为了继续研究这个谜团，该团队计划使用位于加那利拉帕尔马岛RoquedelosMuchachos天文台的威廉·赫歇尔望远镜(WHT)上的WEAVE仪器进行新的观测

如果NGC1277没有暗物质这一结果得到证实，就会对暗物质的替代模型产生强烈怀疑，即引力被修改的理论，星系内引力的主要部分是由于大尺度引力定律的微小变化造成的。特鲁希略指出：“虽然特定星系中的暗物质可能会丢失，但修改后的万有引力定律必须是普遍存在的，不能有例外，因此没有暗物质的星系就是对这种暗物质替代品的反驳。”

研究结果发表在《天文学与天体物理学》杂志上。