哈勃数据证实星系缺乏暗物质

迄今为止对超扩散星系(UDG) NGC1052-DF2 (DF2)最精确的距离测量，毫无疑问地证实了它缺乏暗物质。最新测量的22.1±1.2百万秒差距的距离是由耶鲁大学的沈自力和彼得·范·多库姆领导的国际研究团队获得的Shany Danieli他是美国宇航局高级研究所的哈勃研究员。Bob的游戏

Danieli说:“确定与DF2的准确距离是支持我们早期结果的关键。”“这项研究中报告的新测量对估计星系的物理性质具有重要意义，从而证实它缺乏暗物质。”

的结果，出版于天体物理学杂志通讯将于2021年6月9日发布，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，这是此类精细测量的金标准。2019年，该团队发表了结果基于12个哈勃轨道和TRGB分析，测量到邻近的UDG NGC1052-DF4 (DF4)的距离，这些分析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团队的方法2018年研究它依靠“表面亮度波动”来测量距离。这两个星系都是由新墨西哥天空天文台的蜻蜓长焦阵列发现的。

范多库姆说:“2018年，我们用哈勃望远镜对这个星系进行了初步观测。”“我认为人们质疑它是正确的，因为这是一个不寻常的结果。如果能有个简单的解释就好了，比如距离错了。但我认为，如果它真的是一个奇怪的星系，那就更有趣了。”

哈勃望远镜的观测结果除了证实了早期的距离发现外，还表明这些星系的位置比之前认为的要远一些，这进一步证明了它们几乎不含暗物质。如果DF2像一些天文学家所说的那样离地球更近，它在本质上就会更微弱，质量也会更小，星系就需要暗物质来解释观测到的总质量的影响。

暗物质被广泛认为是星系的基本成分，但这项研究提供了进一步的证据，证明它的存在可能不是不可避免的。虽然暗物质还没有被直接观测到，但它的引力影响就像胶水一样，把星系粘在一起，控制着可见物质的运动。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，这表明暗物质的缺乏或不存在。具有讽刺意味的是，探测缺乏暗物质的星系可能有助于揭示其令人困惑的本质，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。

这项研究引起了大量的学术兴趣，也在暗物质替代理论的支持者中引起了激烈的争论，比如修正牛顿动力学(MOND)。然而，根据该团队最新的发现——包括两个udg到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，现在团队的距离测量几乎没有不确定性。基于基础物理学，这种方法依赖于对红巨星的观察，红巨星在燃烧完氦供应后会发出闪光，这种闪光总是以相同的亮度发生。

“有一种说法是，非凡的说法需要非凡的证据，而新的距离测量强有力地支持了我们之前的发现，即DF2缺失了暗物质，”Shen说。“现在是时候超越距离的争论，专注于这样的星系是如何存在的。”

展望未来，研究人员将继续寻找更多这种奇怪的星系，同时考虑一些问题，如:udg是如何形成的?关于标准宇宙学模型，它们告诉了我们什么?这些星系有多普遍?它们还有哪些独特的属性?要解开这些谜团以及暗物质到底是什么这个终极问题，还需要发现更多没有暗物质的星系。

已发布的ApJL文章已经发布在这里．预出版版本可在arXiv．

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