哈勃太空望远镜解释了奇球星系缺少的暗物质

来自NASA / ESA哈勃太空望远镜的新数据为星系NGC 1052-DF4的潮汐破坏提供了进一步的证据。该结果解释了先前的发现，即该星系缺少其大部分暗物质。通过研究星系的光和球状星团分布，天文学家得出结论，相邻星系NGC 1035的引力从NGC 1052-DF4剥离了暗物质，现在正在将星系撕裂。此图像是根据构成数字化天空测量2的图像创建的，显示了NGC 1052-DF4周围的天空。

2018年，一个国际研究人员团队使用NASA / ESA哈勃太空望远镜和其他几个天文台，首次发现了我们宇宙邻居中的一个星系，该星系缺少大部分暗物质。星系NGC 1052-DF2的这一发现令天文学家感到意外，因为人们了解到，暗物质是当前星系形成和演化模型中的关键组成部分。实际上，如果没有暗物质的存在，原始气体将缺乏足够的引力来开始坍塌并形成新的星系。一年后，又发现了另一个错过暗物质的星系NGC 1052-DF4，这进一步引发了天文学家之间关于这些天体性质的激烈辩论。

现在，新的哈勃数据已用于解释NGC 1052-DF4中缺失的暗物质背后的原因，该物质距我们有4500万光年。澳大利亚新南威尔士大学的米雷亚·蒙特斯（Mireia Montes）领导了一个国际天文学家团队，使用深光学成像技术研究了银河系。他们发现丢失的暗物质可以用潮汐破坏的影响来解释。邻近的大型星系NGC 1035的重力正在将NGC 1052-DF4分开。在此过程中，暗物质被清除，而恒星在稍后阶段会感觉到与另一个星系相互作用的影响。

直到现在，以这种方式清除暗物质一直对天文学家而言仍然是隐蔽的，因为只有使用能够揭示极微弱特征的极深图像才能观察到这种暗物质。Montes解释说：“我们以两种方式使用哈勃望远镜来发现NGC 1052-DF4正在发生相互作用。这包括研究星系的光和星系的球状星团分布。”

这张图片展示了由西班牙特内里费岛泰德天文台的IAC80望远镜拍摄的NGC 1052-DF4星系周围的区域。p突出显示了视野中的主要星系，包括NGC 1052-DF4（图像的中心）及其相邻的NGC 1035（左中心）。

由于哈勃望远镜的高分辨率，天文学家可以识别出星系的球状星团。西班牙加那利群岛的10.4米大加那利望远镜（GTC）和IAC80望远镜还通过进一步研究数据来补充哈勃的观测结果。

“仅花费大量时间观察该物体是不够的，但是仔细地处理数据至关重要”，西班牙加纳里亚斯天文台研究所的团队成员RaúlInfante-Sainz说道。“因此，重要的是我们不仅使用一个望远镜/仪器，而且使用多个（地面和天基）仪器进行这项研究。使用哈勃望远镜的高分辨率，我们可以识别球状星团，然后使用GTC光度法获得物理性质。”

人们认为球状星团是在形成星系的强烈恒星形成过程中形成的。它们紧凑的尺寸和光度使它们易于观察，因此它们是其宿主星系性质的良好示踪剂。通过这种方式，通过研究和表征NGC 1052-DF4中星团的空间分布，天文学家可以深入了解星系本身的当前状态。这些星团的排列表明它们正在从其宿主星系“剥离”，这支持了潮汐破坏正在发生的结论。

通过研究银河系的光，天文学家还发现了潮汐尾巴的证据，这些潮汐尾巴是由远离NGC 1052-DF4的物质形成的。这进一步支持了以下结论：这是一个破坏事件。进一步的分析得出结论，银河系的中心部分保持不变，这些潮汐的尾部只有银河系恒星质量的约7％。这意味着以前没有优先考虑从星系中剥离出比恒星集中度低的暗物质，现在也开始剥离外层恒星成分。

“这是一个很好的指示，尽管银河系的暗物质已从系统中蒸发掉，但恒星才刚刚开始受到破坏机制的影响，”西班牙加那利阿斯天文学研究所的团队成员伊格纳西奥·特鲁希略解释说。 “随着时间的推移，NGC 102-DF4将被NGC 1035周围的大型系统吞噬，至少它们的某些恒星会在深空自由漂浮。”

发现支持潮汐破坏机制的证据，作为对银河系中暗物质缺失的解释，不仅解决了天文学难题，也使天文学家松了一口气。没有它，科学家将不得不修改我们对引力定律的理解。

蒙特斯补充说：“这一发现使有关星系如何以最有利的宇宙学模型形成和演化的现有知识相一致。”