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哈勃发现了一个几乎看不见的星系,可能有99%是暗物质

位于右侧虚线红圈内的低表面亮度星系CDG-2以暗物质为主,且仅包含稀疏散射的恒星。美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄的完整图像

位于右侧虚线红圈内的低表面亮度星系CDG-2以暗物质为主,且仅包含稀疏散射的恒星。美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄的完整图像在左侧。图片来源:NASA、欧洲航天局、李大义(多伦多大学);图像处理:Joseph DePasquale(STScI)

在宇宙浩瀚的织锦中,大多数星系在时空中熠熠生辉,照亮了整个宇宙。然而,一类罕见的星系却几乎不可见——低表面亮度星系(LSBG),它们以暗物质为主,只包含稀疏分布的微弱星体。

其中一颗难以捉摸的对象,被称为 CDG‑2,可能是迄今为止最为暗物质占主导地位的星系之一。(暗物质是一种不可见的物质形式,不会反射、发射或吸收光。)这项发现的详细论文已发表于《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters)。

检测如此微弱星系异常困难。加拿大多伦多大学的 David Li 及其团队运用先进的统计技术,先前已确认的十颗低表面亮度星系以及两颗暗星系候选体,都是通过搜索球状星团(globular cluster)紧密聚集而发现的。球状星团是紧凑、球形的恒星团,通常围绕正常星系旋转;它们的出现往往暗示存在一群微弱、隐藏的恒星族群。

为确认其中一颗暗星系候选体,天文学家使用了三座观测台:美国宇航局的哈勃太空望远镜、欧洲航天局(ESA)的欧几里得空间观测台(Euclid)以及位于夏威夷的地基 Subaru 卫星望远镜。哈勃的高分辨率成像揭示了在 Perseus 星系团(距离约 3 亿光年)中四个球状星团的紧密聚集。随后使用哈勃、欧几里得和 Subaru 的数据进行后续研究,发现星团周围出现了微弱而扩散的光晕——强有力的证据表明存在一颗潜在的星系。

“这是首次仅通过球状星团族群探测到的星系,”Li 说。“在保守假设下,这四个星团代表了 CDG‑2 的全部球状星团族群。”

初步分析表明,CDG‑2 的光度相当于约六百万颗太阳型恒星的总亮度,其中球状星团占其可见内容的 16%。令人惊讶的是,约 99% 的总质量(包括可见物质和暗物质)似乎均为暗物质。其促进恒星形成所需的大量普通物质——主要是氢气——很可能已被 Perseus 星系团内其他星系的引力相互作用剥离。

球状星团拥有极高的恒星密度,且受到强烈的引力束缚。这使得它们更能抵御引力潮汐破坏,从而成为追踪此类幽灵星系的可靠标志。

随着 Euclid、NASA 未来的 Nancy Grace Roman 太空望远镜以及 Vera C. Rubin 天文台等任务不断扩展天空调查,天文学家正越来越多地依赖机器学习与统计方法,来筛选庞大的数据集。

勇编撰自论文"Candidate Dark Galaxy-2: Validation and Analysis of an Almost Dark Galaxy in the Perseus Cluster".The Astrophysical Journal Letters.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。