星系形成的關(guān)鍵物質(zhì)是啥？確認這類星系是否常態(tài)很重要

在深邃浩渺的宇宙，除了恒星、塵埃、氣體，還有一種物質(zhì)如幽靈般存在：暗物質(zhì)。雖然對其特征知之甚少，但科學(xué)家通過長期研究認為，每個星系都含有暗物質(zhì)。

然而，這一認知一再被顛覆。日前，耶魯大學(xué)團隊發(fā)布一項研究稱，他們發(fā)現(xiàn)了第二個沒有暗物質(zhì)的星系NGC1052-DF4。去年，耶魯大學(xué)天文學(xué)家皮埃特·范多克姆團隊稱，他們發(fā)現(xiàn)了首個沒有暗物質(zhì)的星系。

這兩個沒有暗物質(zhì)的星系如同不速之客，讓人錯愕的同時也引起議論紛紛：來者何意?

星系形成的關(guān)鍵物質(zhì)

1932年，天文學(xué)家弗里茲·扎維奇最早提出證據(jù)并推斷暗物質(zhì)的存在。

“在多年觀測中，我們也發(fā)現(xiàn)，發(fā)光物質(zhì)產(chǎn)生的引力不足以解釋星系的引力為何那么大，所以可能存在一些不發(fā)光物質(zhì)，即暗物質(zhì)。”中國科學(xué)院國家天文臺研究員陳學(xué)雷接受科技日報記者采訪時解釋道，暗物質(zhì)在星系的形成過程中具有很大作用，因為暗物質(zhì)能把周圍的物質(zhì)吸引過來，進而形成星云、恒星等。

研究表明，在構(gòu)成宇宙的總物質(zhì)中，普通物質(zhì)占4.9%，暗物質(zhì)占26.8%，暗能量占68.3%。暗物質(zhì)就像星系的骨架，沒有暗物質(zhì)的星系注定被當(dāng)作怪物一般被審視。

暗物質(zhì)可能被撞飛了

去年，首個無暗物質(zhì)星系NGC1052-DF2被發(fā)現(xiàn)時，加州大學(xué)歐文分校天體物理學(xué)家詹姆斯·布洛克表示，推翻原有理論為時過早。

布洛克解釋道，NGC1052-DF2星系正圍繞另一個星系旋轉(zhuǎn)，它可能與其他星系一樣，曾經(jīng)有很多暗物質(zhì)，但鄰近的星系把它的暗物質(zhì)帶走了。

此前有研究稱，與其他物質(zhì)相互作用時，星系中的普通物質(zhì)和暗物質(zhì)容易發(fā)生分離。比如兩個星系相撞時，氣體通常借此機會“抱作一團”，但暗物質(zhì)卻“輕飄飄”地飛走了，暗物質(zhì)飛走后，就留下一團沒有暗物質(zhì)的氣體。無暗物質(zhì)星系可能由此而生。

為何氣體會連在一起，暗物質(zhì)卻被撞飛呢?陳學(xué)雷解釋道：“氣體之間有壓強，暗物質(zhì)之間沒有壓強只有引力，相互作用很微弱。在這種情況下，兩個星系或者星系團撞在一起時，暗物質(zhì)和氣體物質(zhì)就很容易分離。但還沒有看到兩者徹底分開的現(xiàn)象。”

陳學(xué)雷告訴記者，一般星系相撞時會留下像彗星尾巴一樣的痕跡，但耶魯大學(xué)團隊這次沒有看到任何跡象。“這種現(xiàn)象很奇特。”他說。

確認這類星系是否常態(tài)很重要

令人費解的無暗物質(zhì)星系可能吐露著更多秘密。

研究者表示，發(fā)現(xiàn)第二個沒有暗物質(zhì)的星系，就像發(fā)現(xiàn)第一個無暗物質(zhì)星系一樣令人興奮。這意味著，有更多無暗物質(zhì)星系出現(xiàn)的可能?；蛟S，長久以來人們對星系形成的認識還非常之淺。

對此，陳學(xué)雷強調(diào)，研究結(jié)果有待進一步考證。“首先要明確的是，觀測本身是否可靠。因為種種因素都可能影響觀測結(jié)果。”

在確保觀測可靠的基礎(chǔ)上，科學(xué)家需要解釋清楚，這種現(xiàn)象形成的原因是什么。就像草原上一群黑白條紋的斑馬中，突然冒出來一只彩虹條紋的斑馬。我們必須搞清楚彩虹條紋斑馬的秘密，是基因突變還是一場惡作劇。

無暗物質(zhì)星系，就像這只彩虹條紋的斑馬。撥開其中的種種疑云，才能進一步解讀宇宙留給人類的各種密語。

弄清楚無暗物質(zhì)星系是個例還是常態(tài)，至關(guān)重要。假如天體物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)更多類似星系，關(guān)于暗物質(zhì)的現(xiàn)有理論則不得不予以修改。

“悟空”暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星、中國錦屏地下實驗室開展的暗物質(zhì)粒子探測都在試圖揭開神秘暗物質(zhì)給宇宙蒙上的面紗，研究者希望通過天文觀測來指導(dǎo)探測器設(shè)計。如果當(dāng)前理論被證實是錯誤的，那么這也會影響到捕捉暗物質(zhì)粒子的實驗策略。(代小佩)

關(guān)鍵詞： 星系 暗物質(zhì)