Nube，挑战暗物质模型的几乎看不见的星系

努贝星系。 该图是彩色图像和黑白图像的组合，以挑选背景。 图片来源：GTC/Mireia Montes

Nube是一个几乎看不见的矮星系，由加那利群岛天文研究所（IAC）领导的国际研究小组与拉古纳大学（ULL）和其他机构合作发现。

这个名字是由该小组中一位研究人员的 5 岁女儿提出的，这是由于该物体的弥漫外观。 它的表面亮度是微弱的，因为它在之前对这部分天空的各种调查中没有注意到，因为这个物体的漫射外观就像某种幽灵一样。 这是因为它的恒星分布得如此之大，以至于「Nube」（西班牙语为「云」）几乎无法察觉。

这个新发现的星系具有一系列特定的特性，将其与以前已知的物体区分开来。 研究小组估计，Nube是一个矮星系，比其他同类 星系 暗淡10倍，但也比其他具有相当数量恒星的天体扩展10倍。

为了向任何了解一点天文学的人展示这意味着什么，这个星系的大小是银河系的三分之一，但质量与小麦哲伦星云的质量相似。

「以我们目前的知识，我们不明白一个具有如此极端特征的星系是如何存在的，」该文章的第一作者、IAC和ULL的研究员Mireia Montes解释说。

几年来，该文章的第二作者伊格纳西奥·特鲁希略（Ignacio Trujillo）一直在根据斯隆数字巡天（SDSS）图像分析 Legado del IAC Stripe 82 项目框架内的特定天空带。 在其中一次数据修订中，他们注意到一个微弱的斑块，看起来足够有趣，可以建立一个研究项目。

下一步是使用来自Gran Telescopio Canarias（GTC）的超深多色图像来确认调查中的这个斑块不是某种类型的错误，而是一个极其漫射的物体。 由于其微弱，很难确定 Nube 的确切距离。

利用美国绿岸望远镜（GBT）的观测结果，作者估计Nube的距离为3亿 光年 ，尽管即将到来的超大阵列（VLA）射电望远镜和光学威廉·赫歇尔望远镜（WHT）在拉帕尔马的Roque de los Muchachos天文台的观测应该有助于他们证明这个距离是否正确。

「如果银河系更近，它仍然是一个非常奇怪的物体，并给天体物理学带来重大挑战，」伊格纳西奥·特鲁希略评论道。

Nube星系通过不同的望远镜。 图片来源：SDSS/GTC/IAC。

对当前暗物质模型的另一个挑战？

一般规则是， 星系 在其内部区域具有更大的恒星密度，并且这种密度随着距中心距离的增加而迅速下降。 然而，蒙特斯说，在Nube中，「整个物体的恒星密度变化很小，这就是为什么它如此微弱，直到我们从GTC获得超深图像，我们才能很好地观察到它。

Nube让天文学家感到困惑。 研究小组解释说，初步看来，没有相互作用或其他迹象表明其奇怪的特性。 宇宙学模拟无法重现其「极端」特征，即使在不同的情景下也是如此。 「在目前公认的宇宙学模型中，我们没有一个可行的解释，即冷暗物质，」蒙特斯解释道。

冷暗物质模型可以再现宇宙中的大尺度结构，但也有小尺度的场景，比如Nube的情况，它无法给出一个很好的答案。 我们已经展示了不同的理论模型如何无法产生它，这使它成为迄今为止已知的最极端的情况之一。

「有了这个星系，以及我们可能发现的类似星系，我们有可能找到更多的线索，这将为理解宇宙打开一扇新的窗口，」蒙特斯评论道。

「一种很有吸引力的可能性是，Nube的不寻常特性向我们表明，构成暗物质的粒子具有极小的质量，」伊格纳西奥·特鲁希略说。 如果是这样的话，这个星系的不寻常特性将证明量子物理学的特性，但在银河系的尺度上。 「如果这一假设得到证实，这将是自然界最美丽的展示之一，将最小的世界与最大的世界统一起来，」他总结道。

该研究 发表在 【天 文学与天体物理学 】杂志上 .

更多信息： Mireia Montes等人，一个质量为小麦哲伦星云的近乎黑暗的星系，天 文学与天体物理学 （2023）。 DOI： 10.1051/0004-6361/202347667