Nube，挑戰暗物質模型的幾乎看不見的星系

努貝星系。 該圖是彩色影像和黑白影像的組合，以挑選背景。 圖片來源：GTC/Mireia Montes

Nube是一個幾乎看不見的矮星系，由加那利群島天文研究所（IAC）領導的國際研究小組與拉古納大學（ULL）和其他機構合作發現。

這個名字是由該小組中一位研究人員的 5 歲女兒提出的，這是由於該物體的彌漫外觀。 它的表面亮度是微弱的，因為它在之前對這部份天空的各種調查中沒有註意到，因為這個物體的漫射外觀就像某種幽靈一樣。 這是因為它的恒星分布得如此之大，以至於「Nube」（西班牙語為「雲」）幾乎無法察覺。

這個新發現的星系具有一系列特定的特性，將其與以前已知的物體區分開來。 研究小組估計，Nube是一個矮星系，比其他同類 星系 暗淡10倍，但也比其他具有相當數量恒星的天體擴充套件10倍。

為了向任何了解一點天文學的人展示這意味著什麽，這個星系的大小是銀河系的三分之一，但品質與小麥哲倫星雲的品質相似。

「以我們目前的知識，我們不明白一個具有如此極端特征的星系是如何存在的，」該文章的第一作者、IAC和ULL的研究員Mireia Montes解釋說。

幾年來，該文章的第二作者伊格納西奧·特魯希略（Ignacio Trujillo）一直在根據史隆數位巡天（SDSS）影像分析 Legado del IAC Stripe 82 計畫框架內的特定天空帶。 在其中一次數據修訂中，他們註意到一個微弱的斑塊，看起來足夠有趣，可以建立一個研究計畫。

下一步是使用來自Gran Telescopio Canarias（GTC）的超深多色影像來確認調查中的這個斑塊不是某種型別的錯誤，而是一個極其漫射的物體。 由於其微弱，很難確定 Nube 的確切距離。

利用美國綠岸望遠鏡（GBT）的觀測結果，作者估計Nube的距離為3億 光年 ，盡管即將到來的超大陣列（VLA）射電望遠鏡和光學威廉·赫雪爾望遠鏡（WHT）在拉帕爾馬的Roque de los Muchachos天文台的觀測應該有助於他們證明這個距離是否正確。

「如果銀河系更近，它仍然是一個非常奇怪的物體，並給天體物理學帶來重大挑戰，」伊格納西奧·特魯希略評論道。

Nube星系透過不同的望遠鏡。 圖片來源：SDSS/GTC/IAC。

對當前暗物質模型的另一個挑戰？

一般規則是， 星系 在其內部區域具有更大的恒星密度，並且這種密度隨著距中心距離的增加而迅速下降。 然而，蒙特斯說，在Nube中，「整個物體的恒星密度變化很小，這就是為什麽它如此微弱，直到我們從GTC獲得超深影像，我們才能很好地觀察到它。

Nube讓天文學家感到困惑。 研究小組解釋說，初步看來，沒有交互作用或其他跡象表明其奇怪的特性。 宇宙學模擬無法重現其「極端」特征，即使在不同的情景下也是如此。 「在目前公認的宇宙學模型中，我們沒有一個可行的解釋，即冷暗物質，」蒙特斯解釋道。

冷暗物質模型可以再現宇宙中的大尺度結構，但也有小尺度的場景，比如Nube的情況，它無法給出一個很好的答案。 我們已經展示了不同的理論模型如何無法產生它，這使它成為迄今為止已知的最極端的情況之一。

「有了這個星系，以及我們可能發現的類似星系，我們有可能找到更多的線索，這將為理解宇宙開啟一扇新的視窗，」蒙特斯評論道。

「一種很有吸重力的可能性是，Nube的不尋常特性向我們表明，構成暗物質的粒子具有極小的品質，」伊格納西奧·特魯希略說。 如果是這樣的話，這個星系的不尋常特性將證明量子物理學的特性，但在銀河系的尺度上。 「如果這一假設得到證實，這將是自然界最美麗的展示之一，將最小的世界與最大的世界統一起來，」他總結道。

該研究 發表在 【天 文學與天體物理學 】雜誌上 .

更多資訊： Mireia Montes等人，一個品質為小麥哲倫星雲的近乎黑暗的星系，天 文學與天體物理學 （2023）。 DOI： 10.1051/0004-6361/202347667