天文学家刚刚解开了暗物质之谜，挽救了我们的星系形成模型

一个距离地球4400万光年的神秘小星系终于揭开了它的秘密。NGC 1052-DF4星系去年被发现暗物质含量低得令人震惊，这对我们的星系形成模型构成了重大挑战。

这些模特还能活一天。根据一项新的研究，NGC 1052-DF4确实缺少暗物质——但这只是因为它被附近的另一个星系抓住了。“暗物质不存在是因为它已经被移走了，”澳大利亚新南威尔士大学和太空望远镜科学研究所的天体物理学家Mireia Montes说。

“我们发现，来自附近大质量星系NGC1035的引力正在移除它的恒星和暗物质。”

(Montes et al., ApJ, 2020)

NGC 1052-DF4(简称DF4)的发现于去年公布，这立即成为天文学上的难题。这是该类型星系中第二个被发现暗物质严重耗尽的星系。该星系是一个微弱的超扩散星系，简称UDF。第一个是NGC 1052-DF2 (DF2)，而DF4证实了暗物质不足的星系可能存在。

问题是，根据我们目前的模型，暗物质是星系形成的首要条件。我们不知道暗物质是什么，我们也无法直接探测到它，但我们知道，大多数星系拥有比它们正常的可探测物质所能产生的更大的引力，宇宙中有一些隐藏的物质产生了额外的引力，根据我们对星系形成的理解，如果没有它，就没有足够的引力让物质坍缩形成小星系。

当一组天体物理学家发现DF2实际上比最初认为的更接近我们时，这个问题似乎即将得到解决。这意味着它的质量比最初计算的要小得多，正常物质的比例也要低得多。一旦基于修正距离的计算完成，DF2就拥有了相当正常数量的暗物质。然后他们把注意力集中在DF4上。它似乎也更接近了……但还是有些地方不太对劲。星系内星团的速度仍然表明，暗物质的数量比应该存在的要少得多。

这个暗淡的星系很难被观测到，所以蒙特斯和她的同事们预定了一些世界上最强大的望远镜来看看他们是否能找出原因。利用IAC80望远镜、大望远镜卡纳里亚斯和哈勃太空望远镜，他们发现DF4中被拉出的恒星，这与与更大的螺旋星系NGC 1035的相互作用是一致的。这一过程，即一个较大的物体引力“扰乱”一个较小的物体，被称为潮汐扰乱。

蒙特斯说：“最初的论文显示，该星系有一个非常‘放松’的对称形状，这表明没有外力干扰它。”

“但是我们的深度图像显示，这个星系实际上正在受到它的邻居星系的影响——它只是在相互作用的开始。”星系的内部保持着它的形状，但在外部，较暗的部分，你可以看到这些‘潮汐尾巴’:已经从星系中分离出来的恒星。”

发现潮汐尾流流出DF4。(Montes et al.， ApJ, 2020)

蒙特斯指出，由于暗物质围绕着星系形成了一个巨大的光晕，这种潮汐剥离会在影响恒星之前将较小星系的大部分暗物质移除。只有当暗物质含量低于星系总质量的10%到15%时，恒星才会开始被剥离。这与该小组的观察结果一致。udf中暗物质的比例很高——大约占整个星系质量的99%。在DF4中，研究小组估计暗物质只占总质量的1%。

因为暗物质基本上是将星系凝聚在一起的引力粘合剂，这也意味着DF4在宇宙中的时间是有限的。加拿大天体研究所的天体物理学家伊格纳西奥·特鲁希略说:“随着时间的推移，NGC1052-DF4将会被NGC1035附近的大星系吞噬，至少其中的一些恒星会游离在太空深处。”

这项研究发表在《天体物理学杂志》上。

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