哈勃数据证实星系缺乏暗物质

“确定到 DF2 的准确距离是支持我们早期结果的关键，”达涅利说。“这项研究报告的新测量对于估计星系的物理特性具有重要意义，从而证实它缺乏暗物质。”

该结果于2021 年 6 月 9日发表在《天体物理学杂志快报》上，基于美国宇航局哈勃太空望远镜的 40 个轨道，由高级巡天相机成像和“红巨星分支尖端”(TRGB)分析，黄金这种精细测量的标准。2019 年，该团队发布了基于 12 个哈勃轨道和 TRGB 分析测量到邻近 UDG NGC1052-DF4 (DF4) 距离的结果，这些结果提供了暗物质缺失的令人信服的证据。这种首选方法扩展了该团队 2018 年的研究，该研究依赖于“表面亮度波动”来衡量距离。这两个星系都是通过新墨西哥天空天文台的蜻蜓长焦阵列发现的。

范多库姆说：“我们在 2018 年对这个星系进行了最初的哈勃观测。” “我认为人们质疑它是正确的，因为这是一个如此不寻常的结果。如果有一个简单的解释就好了，比如错误的距离。但我认为如果它真的是一个奇怪的星系，它会更有趣也更有趣。”

除了证实早期的距离发现外，哈勃望远镜的结果还表明，这些星系的位置比之前认为的要稍微远一些，这加强了它们几乎不包含暗物质的情况。如果 DF2 离地球更近，正如一些天文学家声称的那样，它本质上会更暗，质量更小，星系将需要暗物质来解释观察到的总质量影响。

暗物质被广泛认为是星系的重要组成部分，但这项研究提供了进一步的证据，表明它的存在可能并非不可避免。虽然暗物质尚未被直接观察到，但它的引力影响就像胶水，将星系粘合在一起并控制可见物质的运动。在 DF2 和 DF4 的情况下，研究人员能够仅根据恒星质量来解释恒星的运动，这表明暗物质缺乏或不存在。具有讽刺意味的是，对暗物质缺陷星系的探测可能有助于揭示其令人费解的本质，并为星系演化提供新的见解。

虽然 DF2 和 DF4 在大小上都与银河系相当，但它们的总质量只有银河系质量的 1% 左右。这些超漫射星系也被发现有大量特别明亮的球状星团。

这项研究引起了学术界的极大兴趣，也引起了暗物质替代理论(如修正牛顿动力学 (MOND))的支持者之间的激烈辩论。然而，根据该团队的最新发现——包括两个 UDG 与 NGC1052 的相对距离——这种替代理论似乎不太可能。此外，考虑到使用 TRGB 方法，团队的距离测量现在几乎没有不确定性。基于基础物理学，这种方法依赖于对红巨星的观察，这些恒星在燃烧完总是以相同亮度发生的氦气后会发出闪光。

“有一种说法，非凡的主张需要非凡的证据，而新的距离测量有力地支持了我们之前关于 DF2 缺少暗物质的发现，”沉说。“现在是时候超越距离争论，专注于这样的星系是如何存在的。”