三个幽灵星系丢了暗物质 反成最佳证据
在距地球约6500万光年的地方,有三个星系看起来不太对劲。它们没有旋臂和明亮的核心,只是被稀疏恒星勉强照亮的、苍白的一团。耶鲁大学天体物理学家迈克尔·凯姆形容说:「它们有一种幽灵般的外观。」
暗物质是维系宇宙大尺度结构的隐形胶水。它把普通物质拉向自己,让恒星得以形成,也让星系外围的恒星不至于四散飞走。加州大学欧文分校物理学家丹尼尔·惠特森说:「几乎所有的星系都由暗物质主导。」

但这三个被命名为DF2、DF4和DF9的弥漫星系让天文学家困惑。研究团队动用多台望远镜,以恒星的运动速度推算质量,发现三者都几乎没有暗物质,其质量与仅含普通物质的情形吻合。DF2早在2018年就被发现:它的大小与银河系相当,恒星数量却少了约200倍,暗物质比预期少了400倍。2019年观测到DF4,2026年又确认了DF9——质量约相当于1亿个太阳,正好是「只有普通物质」的样子。
更蹊跷的是,这三个星系在天空中排成一线、互为邻居。2026年6月发表于《天体物理学杂志》的一篇论文给出了一套被多数专家认可的解释:很久以前,两个普通星系相撞,它们的气体和尘埃在碰撞中翻搅、团聚,形成了新的星系;而暗物质径直穿了过去,像幽灵一样继续前行,从此与这三个星系分道扬镳。
这个解释的意义超出了三个星系本身。多年来一直有研究者主张,暗物质根本不存在,只要微调引力理论就能解释各种宇宙现象。这些星系恰好浇了这派观点一盆冷水。作为新研究作者之一的凯姆说:「这说明暗物质并不只是对引力的某种修改。」如果把普通物质与暗物质分离开来,得到的星系本该表现出异常,而实际观测到的正是这种异常。
换句话说,暗物质的「缺席」本身成了它存在的证据。研究者巴拉吉说:「暗物质的缺席,某种程度上就是暗物质的证据,这挺讽刺的。」
暗物质究竟由什么构成,仍是未解之谜。自20世纪30年代弗里茨·兹威基正式提出这一概念、70年代薇拉·鲁宾进一步奠基以来,候选粒子换了一代又一代,至今没有一种被直接探测到。但正如惠特森所言,独立证据已经足够多,多到可以确信「暗物质就是物质」——它有质量,会引力,只是不肯与光打交道。
编译自 Wired,原标题:"These Ghostly Galaxies Have Lost Their Dark Matter"