巨型之谜：这个巨大的星系似乎没有暗物质

根据我们主要的宇宙学模型，暗物质约占宇宙质量的85%。

虽然正在进行的研究这种神秘的、看不见的质量的努力没有产生直接的证据，但天体物理学家已经能够通过观察来衡量它的影响。暗物质晕,引力透镜，以及广义相对论在大规模宇宙结构上。

在欧空局的欧几里得和美国宇航局的南希·格雷斯·罗马太空望远镜等下一代任务的帮助下，暗物质可能不再是一个谜！

然后出现了这样的事情：一个巨大的星系，似乎很少或没有暗物质！这正是由加那利群岛天文研究所（IAC）成员领导的天文学家团队在观测NGC 1277时注意到的。

这个透镜星系位于英仙座，距离地球2.4亿光年，质量是银河系的几倍。

这是第一次发现一个没有暗物质迹象的大质量星系，这对我们目前的宇宙学模型是一个严峻的挑战。

该研究由以下人员领导塞巴斯蒂安·科梅隆，拉古纳大学（ULL）的河外天文学家，IAC，以及厚盘考古学（ArcThick）协作。

来自国家天文研究所、电学和电学研究所（INAOE）、国家科学与技术委员会、乌克兰国家科学院、宇宙科学研究所（IPARCOS）、马克斯普朗克天文学研究所（MPA）和多所大学的研究人员也加入了他的行列。描述他们发现的论文最近发表在杂志上天文学与天体物理学.

根据标准型号宇宙学 – 又名。这λ冷暗物质（ΛCDM）模型 - 暗物质在宇宙的形成和演化中发挥了内在的作用（现在仍然如此）。

从理论上讲，这种看不见的质量在大爆炸并形成光晕，将中性氢气吸引到旋涡盘中。这种气体被拉入越来越密集的云中，触发了第一批恒星和星系的形成。

今天，DM是所有大质量星系的主要组成部分，并且通过它们的旋转曲线，它们产生的透镜以及它们与周围恒星和星系际介质（IGM）的相互作用来证明。

然而，当研究小组测量NGC 1277的质量分布时，他们只观察到了恒星的分布。由此，他们推断，在观测半径内，DM不能占星系质量的5%以上 - 尽管他们的观察表明可能根本没有DM。正如科梅隆在最近的一篇中解释的那样英华航空新闻稿:

“这一结果不符合目前公认的宇宙学模型，其中包括暗物质。遗物星系在帮助我们了解第一个星系如何形成方面的重要性是我们决定用积分场光谱仪观察NGC 1277的原因。根据光谱，我们制作了运动学图，使我们能够计算出星系内半径约为20，000光年的物质分布。

在他们的论文中，该团队将NGC 1277描述为原型“遗物星系”，这是一种非常罕见的不与邻近星系相互作用的类别。这些星系被认为是大爆炸后不久形成的巨型星系的残余物。

然而，ΛCDM模型预测，DM应该至少占NGC 1277质量星系的10%，对于这种特殊类型，最多占70%。说共同作者Anna Ferré-Mateu是IAC和ULL的研究员，对这种差异有两种可能的解释：

“一个是与星系团内周围介质的引力相互作用已经剥离了暗物质。另一种是，当星系由原星系碎片合并形成时，暗物质被赶出了系统，从而产生了遗物星系。

然而，就团队而言，这两种解释都不完全令人满意。

在不久的将来，该团队计划通过与WHT 增强型区域速度浏览器（WEAVE）仪器上的威廉·赫歇尔望远镜（WHT），位于拉帕尔马岛上的罗克德洛斯穆查乔斯天文台。

如果WEAVE的速度测量应该证实NGC 1277没有DM，那么它可能会对其他理论产生严重怀疑 - 例如修正牛顿动力学（MOND）。说特鲁希略：

“观测结果和我们预期之间的差异是一个难题，甚至可能是标准模型的挑战。虽然特定星系中的暗物质可以丢失，但修改后的引力定律必须是普遍的，它不能有例外，所以一个没有暗物质的星系是对这种暗物质替代品的反驳。

这些观测结果也可以揭示银河系特别巨大的。超大质量黑洞（SMBH），大约是170亿太阳质量，是人马座A*（银河系中心的SMBH）的4，250倍。

根据一些天文学家的说法，黑洞可能是DM的来源，由早期宇宙中DM光环的崩溃.还有奥秘暗物质星系，就像奇怪的案例快速 J0139+4328，几乎完全由DM组成。

下一代任务，如欧几里得和南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜还将通过检查自大爆炸以来宇宙的膨胀来提供新的见解。这些观测旨在测量暗物质的影响（和暗能量）在最大的宇宙尺度上。

这些和其他研究的结果将通过揭示一个神秘的不可见质量存在或我们对引力的理解（如广义相对论所描述）需要修改来解决正在进行的辩论。

本文最初发表于今日宇宙.阅读原文.

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