科学家说，神秘的黑暗星系没有发出可见光

大多数星系，如NGCC4414，在整个光谱中发光。黑暗的星系仍然在阴影中。

星系有许多不同的形状和大小，但基本成分似乎相当一致。中心通常有一个大黑洞，一堆恒星和气体，以及大量的暗物质，有助于将整个东西粘合在一起。

虽然暗物质是黑暗的，但恒星、气体和加热物质的漩涡核心在夜晚与城市的光芒四射的美丽中脱颖而出。

然而，一个位于94万光年之外的新发现的矮星系违背了预期。它被命名为FAST J0139 + 4328，它不发射任何光学光。事实上，它几乎没有发出任何光。

FAST J0139+4328似乎是所谓的黑暗星系。除了一小部分恒星外，银河系似乎几乎完全由暗物质组成。一篇描述这一发现的论文已被接受发表在《天体物理学杂志快报》上，并且可以在预印本服务器arXiv上找到。

“这些发现提供了观测证据，证明FAST J0139 + 4328是一个孤立的暗矮星系，”由北京中国科学院的徐金龙领导的天文学家团队写道。“这是第一次在附近的宇宙中检测到一个孤立的黑暗星系。

暗物质目前是宇宙角落中观察到的正常或重子物质的数量与将其结合在一起所需的引力强度之间奇怪差异的主要解释。简而言之，没有足够的重子物质来解释所有的重力。星系旋转得如此之快，以至于它们应该分开，而没有其他东西将它们捆绑在一起。

任何导致这种额外重力的原因仍然难以捉摸。除了通过重力之外，它似乎没有以任何方式与正常物质相互作用;它也不会发出我们目前可以检测到的任何形式的辐射。我们根本看不到这个额外质量的来源。尽管如此，为某种未知材料保留空间对于解决我们观察到的问题大有帮助。

然而，暗物质理论也不是完美的。一个问题是宇宙中暗物质分布的模拟与我们看到的围绕较大星系运行的矮星系数量之间的差异。矮星系的数量比模拟显示的要少得多。这被称为矮星系问题。

我们可能根本无法探测到某些类型的矮星系，例如那些恒星很少的星系，主要由气体和暗物质组成。找到足够的它们将有助于解决矮星系的全部短缺。

一些候选的暗星系已经被确定，但它们非常接近其他结构，这使得它们很难与被更强的引力撕裂的碎片团区分开来。

一个理想的黑暗星系候选者是自己漂流，孤立在太空中，在那里它的身份是不会错的。

FAST J0139+4328在（a）光学，（b）近红外，（c）近紫外线和（d）中红外中的位置。a和b中的黄色圆圈是前景星。（徐等人，arXiv，2023）

为了寻找这样一个星系，徐和他的同事在中国使用了五百米口径球面射电望远镜（FAST）。他们在观测时间表的间隙使用望远镜作为“填充”项目，以搜索星系间空间中性氢原子（HI）气体的大云的无线电发射，寻找与星系一致的特征。

他们受到了打击：94万光年外的HI云发出的无线电波与旋转的圆盘星系一致，没有预期的光学光。红外和紫外线的后续观测揭示了微弱的恒星。

总之，这些数据使研究人员能够确定星系的性质，他们将其命名为FAST J0139 + 4328。

根据该团队的计算，该星系的恒星上限为690，000太阳质量 - 它包含价值83万太阳质量的HI。银河系的总重子质量约为110.<>亿太阳质量。

然而，这只是银河系总质量中的一滴水。该团队能够计算出FAST J0139 + 4328的旋转速度，以及它的总质量，即5亿太阳质量。这意味着银河系由大约1%的暗物质组成。

预计其他科学家将试图确认该物体的性质。在这种情况下，它可能会变得不同，就像一个名为蜻蜓44的星系一样。2016年，该星系被发现由99.99%的暗物质组成。然而，四年后，天文学家确定蜻蜓44并没有那么异常。

但是，如果它被验证为一个黑暗的星系，FAST J0139 + 4328将有一些非常有趣的事情来告诉我们我们周围的宇宙。

“这是第一次在附近的宇宙中检测到富含气体的孤立黑暗星系，”研究人员写道。

“此外，假设星系是由气体形成的，气体冷却并变成晕中心的恒星。FAST J0139+4328有一个旋转的气体盘，以暗物质为主，但没有恒星，暗示这个黑暗星系可能处于星系形成的最早阶段。

这项研究已被《天体物理学杂志快报》接受，可在arXiv上找到。