天文學家們最近發現了銀河系的兩個新衛星星系，這一發現可能幫助我們更好地理解神秘的暗物質——這種幾乎占據了宇宙物質85%的隱形物質。
這些新發現也許還能幫助科學家們解決宇宙學標準模型中的一個難題，即「Lambda冷暗物質模型」（ΛCDM模型），這個模型認為暗物質是由速度低於光速的粒子組成的。
被命名為Sextans II和Virgo III的這兩個新發現的星系，加入了圍繞我們巨大的銀河系旋轉的大約60個已知矮星系的行列，它們距離銀河系最遠可達140萬光年。其中最著名的是大麥哲倫雲和小麥哲倫雲。
「銀河系究竟有多少個衛星星系？這一直是天文學家數十年來探究的問題，」領導這項研究的東北大學的教授Masahi Chiba說。
由於這些矮星系的遙遠和暗淡，許多都還未被發現。但Chiba教授和他的團隊決心要找到這些難以捉摸的星系，他們使用了位於夏威夷Maunakea山頂附近的Subaru望遠鏡，這台強大的地面望遠鏡非常適合尋找矮星系。
暗物質之所以成為一個宇宙學難題，是因為它既不與光也不與構成恒星、行星、衛星和我們人類的普通物質交互作用。即使有交互作用，也太微弱以至於我們無法察覺。
然而，暗物質確實與重力交互作用，這可以影響光和日常物質的運動和動力學。這使得科學家們能夠推斷出暗物質的存在，並最終確定大星系周圍有這種神秘物質的巨大光暈。這些光暈被認為遠遠超出了星系盤和可見物質的光暈。
ΛCDM模型預測，這些暗物質光暈在星系的演化中發揮了重要作用。在早期宇宙中，它們形成了重力井，吸引了形成恒星的瓦斯和塵埃。最終，這些光暈也聚集在一起，形成了像銀河系這樣的大星系。
這個模型還預測，銀河系和其他主要星系周圍應該有數百個衛星星系。例如，使用ΛCDM進行的模擬預測，我們鄰近的仙女座星系應該被大約500個衛星星系包圍。然而，天文學家只看到了圍繞仙女座旋轉的39個矮星系。
對於銀河系，一些基於標準宇宙學模型的模擬表明，我們的星系應該被約220個矮星系環繞，但科學家們還未能發現它們全部的位置。Sextans II和Virgo III的發現有助於縮小這個差距。不過，這些發現的結果可能會給宇宙學家帶來一個與之前相反的問題。
盡管銀河系已確認的星系數量仍然遠遠低於預測的220個矮星系，但這項研究的團隊考慮了Subaru望遠鏡無法觀測到地球上整個夜空的事實。他們將Subaru能夠看到的矮星系的分布與其夜空「足跡」結合起來，計算出實際上應該圍繞我們星系的衛星數量。這導致了一個計算結果：有500個星系圍繞銀河系——這比基於ΛCDM模型的模擬預測的數量多出一倍多。
那麽，科學家們是否從「衛星星系不夠多的問題」轉變為「衛星星系過多的問題」？
最近，業余天文學家Giuseppe Donatiello在玉夫星系周圍發現了五個新的衛星星系。當他和一組天文學家觀察玉夫星系周圍衛星星系的分布時，發現這些星系的分布是不均勻的。換句話說，這些小星系似乎有一個「優選方向」，玉夫星系一側的星系比另一側多。
如果銀河系周圍的矮星系也有類似的「優選方向」，而Subaru望遠鏡恰好朝這個方向看，那麽基於Subaru觀測的估計可能就會被誇大。
這些銀河系矮星系發現背後的團隊現在打算使用另一個更強大的望遠鏡來進一步調查圍繞我們的衛星星系的實際數量。Chiba教授總結道：「下一步是使用一個能捕獲更廣闊天空視野的更強大的望遠鏡。明年，智利的Vera C. Rubin天文台將被用來實作這個目的。我希望許多新的衛星星系將被發現。」
該團隊的研究結果已於6月8日發表在日本天文學會的出版物上。
