科学家发现第二例不含暗物质星系：欲揭开其本质之谜

暗物质是人类目前已知宇宙中最为神秘，含量也最为丰富的一类物质，它构成了我们所知宇宙物质组成中的主要部分。在宇宙中，几乎每一个星系中都会含有大量的暗物质存在。但是，在去年，科学家们发现了第一个暗物质含量很少，或者几乎就不含有暗物质的特殊星系，而最近，美国耶鲁大学的天文学家们又找到了第二例这样的案例。相关研究论文发表在了近期出版的《天体物理学报》上。

去年发现首个此类星系时，当时的项目团队成员，耶鲁大学科学家皮特·多科姆（Pieter van Dokkum）表示：“我们一直认为每一个星系都含有暗物质，甚至暗物质的存在可能正是星系之所以可以形成的原因之一。这种看不见摸不着的神秘物质时任何星系中占据主导地位的存在。因此，你可以想象，找到一个几乎不含有暗物质的星系是让人感到意外的。”他指出：“这一发现对长期以来关于星系如何形成的理论构成了挑战，并且暗示暗物质的存在是真实的：它们可以与星系中的其他物质成分分离开。”

与去年发现的首个此类星系一样，这次发现的编号为DF4的特殊星系也属于所谓“超弥散星系”（UDG），即其内部所含恒星的数量相比银河系要少100~1000倍。

美国哈佛大学天文学教授珊妮·达涅里（Shany Danieli）是最早留意到这个星系不同寻常的人，她在两年之前就开始注意到这个星系。她说：“发现某种全新事物的感觉真的太棒了。” 她说：“没有人知道这样的星系竟然可以存在，而作为一个天文专业的学生，你最大的幸运就是能够发现一个没有人知道的全新的天体——不管它是一个行星，一个恒星，或是一个星系。”

这两个特别星系的发现让人感到惊喜和意外，同时也为一场关于这样的星系是否可以存在的争论画上了句号。

人类最早注意到暗物质的存在，同时也是暗物质存在最主要的直观表现之一，就是几乎所有星系的外侧部分，那里的恒星运动速度太快了——按照牛顿万有引力规律，距离星系核心越远，受到的引力作用越弱，因此越靠近星系边缘的恒星应该运行速度会越慢才对，就像地球公转速度要比火星快，或者木星转的要比土星快是一样的道理。但在星系中，科学家们惊讶的发现，那些位于边缘的恒星的公转速度几乎和内部的恒星一样快！这似乎违反了牛顿的引力定律。

对此给出的一项解释是：在这些星系的外部边缘存在着一种看不到，但同样具有质量，因而可以产生引力效应的神秘物质，即所谓“暗物质”。正是这些神秘物质所施加的引力影响，加速了星系边缘恒星的运动速度。

此次发现的两个特殊星系的特别之处，正是其边缘区域恒星的运动速度并未表现出这种异常。但是，有意思的地方就在于，在这几个星系中，暗物质似乎不存在；但是这种不存在却反过来恰恰证明了宇宙中暗物质的存在是真实的，而不是幻觉。因为它表明暗物质并非一种与“正常”物质相混淆的存在，相反，它是独立存在的，可以与“正常”物质分离开的。

接下来，项目团队还将继续致力于搜寻更多的相似案例，从而帮助加深我们对于此类现象的理解，或许这也将有助于早日解开暗物质本质的终极谜团。