科學家說，神秘的黑暗星系沒有發出可見光

大多數星系，如NGCC4414，在整個光譜中發光。黑暗的星系仍然在陰影中。

星系有許多不同的形狀和大小，但基本成分似乎相當一致。中心通常有一個大黑洞，一堆恆星和氣體，以及大量的暗物質，有助於將整個東西粘合在一起。

雖然暗物質是黑暗的，但恆星、氣體和加熱物質的漩渦核心在夜晚與城市的光芒四射的美麗中脫穎而出。

然而，一個位於94萬光年之外的新發現的矮星系違背了預期。它被命名為FAST J0139 + 4328，它不發射任何光學光。事實上，它幾乎沒有發出任何光。

FAST J0139+4328似乎是所謂的黑暗星系。除了一小部分恆星外，銀河系似乎幾乎完全由暗物質組成。一篇描述這一發現的論文已被接受發表在《天體物理學雜誌快報》上，並且可以在預印本服務器arXiv上找到。

“這些發現提供了觀測證據，證明FAST J0139 + 4328是一個孤立的暗矮星系，”由北京中國科學院的徐金龍領導的天文學家團隊寫道。“這是第一次在附近的宇宙中檢測到一個孤立的黑暗星系。

暗物質目前是宇宙角落中觀察到的正常或重子物質的數量與將其結合在一起所需的引力強度之間奇怪差異的主要解釋。簡而言之，沒有足夠的重子物質來解釋所有的重力。星系旋轉得如此之快，以至於它們應該分開，而沒有其他東西將它們捆綁在一起。

任何導致這種額外重力的原因仍然難以捉摸。除了通過重力之外，它似乎沒有以任何方式與正常物質相互作用;它也不會發出我們目前可以檢測到的任何形式的輻射。我們根本看不到這個額外質量的來源。儘管如此，為某種未知材料保留空間對於解決我們觀察到的問題大有幫助。

然而，暗物質理論也不是完美的。一個問題是宇宙中暗物質分布的模擬與我們看到的圍繞較大星系運行的矮星係數量之間的差異。矮星系的數量比模擬顯示的要少得多。這被稱為矮星系問題。

我們可能根本無法探測到某些類型的矮星系，例如那些恆星很少的星系，主要由氣體和暗物質組成。找到足夠的它們將有助於解決矮星系的全部短缺。

一些候選的暗星系已經被確定，但它們非常接近其他結構，這使得它們很難與被更強的引力撕裂的碎片團區分開來。

一個理想的黑暗星系候選者是自己漂流，孤立在太空中，在那裡它的身份是不會錯的。

FAST J0139+4328在（a）光學，（b）近紅外，（c）近紫外線和（d）中紅外中的位置。a和b中的黃色圓圈是前景星。（徐等人，arXiv，2023）

為了尋找這樣一個星系，徐和他的同事在中國使用了五百米口徑球面射電望遠鏡（FAST）。他們在觀測時間表的間隙使用望遠鏡作為“填充”項目，以搜索星系間空間中性氫原子（HI）氣體的大雲的無線電發射，尋找與星系一致的特徵。

他們受到了打擊：94萬光年外的HI雲發出的無線電波與旋轉的圓盤星系一致，沒有預期的光學光。紅外和紫外線的後續觀測揭示了微弱的恆星。

總之，這些數據使研究人員能夠確定星系的性質，他們將其命名為FAST J0139 + 4328。

根據該團隊的計算，該星系的恆星上限為690，000太陽質量 - 它包含價值83萬太陽質量的HI。銀河系的總重子質量約為110.<>億太陽質量。

然而，這只是銀河系總質量中的一滴水。該團隊能夠計算出FAST J0139 + 4328的旋轉速度，以及它的總質量，即5億太陽質量。這意味着銀河系由大約1%的暗物質組成。

預計其他科學家將試圖確認該物體的性質。在這種情況下，它可能會變得不同，就像一個名為蜻蜓44的星系一樣。2016年，該星系被發現由99.99%的暗物質組成。然而，四年後，天文學家確定蜻蜓44並沒有那麼異常。

但是，如果它被驗證為一個黑暗的星系，FAST J0139 + 4328將有一些非常有趣的事情來告訴我們我們周圍的宇宙。

“這是第一次在附近的宇宙中檢測到富含氣體的孤立黑暗星系，”研究人員寫道。

“此外，假設星系是由氣體形成的，氣體冷卻並變成暈中心的恆星。FAST J0139+4328有一個旋轉的氣體盤，以暗物質為主，但沒有恆星，暗示這個黑暗星系可能處於星系形成的最早階段。

這項研究已被《天體物理學雜誌快報》接受，可在arXiv上找到。