天文学家偶然发现了另一个幽灵般的星系，它似乎没有暗物质，而暗物质是构成物质宇宙大部分的难以捉摸的东西。

哈勃太空望远镜拍摄的超漫射星系 FCC 224 的伪彩色图像。 （图片来源：NASA/STScI）

天文学家偶然发现了另一个似乎没有暗物质的幽灵星系。

暗物质是天文学家认为主宰宇宙的无形物质，它为星系的聚集和生长提供了引力支架。发现一个没有暗物质的星系确实令人困惑，就像找到一个没有暗物质源的影子一样。

然而，在过去十年中，已经报告了几次这样的目击事件——它们都是所谓的“超弥散星系”，它们的大小与我们自己的银河系差不多，但在恒星中却非常稀疏。

这个令人费解的集合的最新成员，被称为 FCC 224，位于 Fornax 星系团的边缘，这是一个距离地球大约 6500 万光年的星系集合。

FCC 224 于 2024 年首次被发现，是一个矮星系，拥有十几个明亮、紧密结合的星团——就其规模而言，这是一个异常丰富的星系，通常出现在更大的、富含暗物质的星系中——但似乎缺乏这种神秘的物质。根据上个月发表的两篇互补论文，与其他缺乏暗物质的星系相比，它还占据了一个明显不同的宇宙邻域，这表明这些天体可能不是孤立的侥幸，而是代表了一类更常见的、以前未被认识的矮星系。

“在我们的标准宇宙学范式中，目前没有现有的星系形成模型可以解释这个星系是如何形成的，”领导一项新研究的澳大利亚斯威本科技大学（Swinburne University of Technology）天体物理学博士生玛丽亚·巴索（Maria Buzzo）在一份声明中说。

利用来自夏威夷凯克天文台的数据，Buzzo 和她的团队追踪了 FCC 224 中十几个星团的运动。这项新的研究报告称，这些测量揭示了星系团之间的速度很慢，这是一个关键指标，表明该星系缺乏暗物质所期望的强大引力。研究人员说，没有已知的情景可以完全解释 FCC 224 的特性。

由加州大学圣克鲁斯分校（University of California， Santa Cruz）的天文学家唐一孟（Yimeng Tang）领导的另一个团队将FCC 224的特性与其他似乎缺乏暗物质的星系进行了比较，重点关注了NGC 1052星系群中大约6500万光年外的鲸鱼座中的两个幽灵状天体。

Tang 和他的同事提出，FCC 224 和 NGC 1052 矮星系一样，是由富含气体的星系的高速碰撞形成的。在这种情况下，气体与暗物质分离，随后在排出的气体中形成恒星，形成一个或多个无暗物质的星系。

先前的研究发现，NGC 1052 组中的两个星系 DF2 和 DF4 属于在同一次古老的碰撞中形成的 7 到 11 个暗物质缺陷星系。FCC 224 也可能有一个双星系，Tang 和他的团队在他们的研究中建议。

一个候选星系是附近的星系 FCC 240，它的大小、形状和方向似乎与 FCC 224 相同。研究人员说，如果即将到来的观测证实了这些共享属性，它将提供支持 FCC 224 形成的碰撞情景的关键证据。

或者，该团队认为，FCC 224 可能是混乱、高能环境的结果，在该环境中，超大质量星团形成的强烈恒星将暗物质从银河系中排出。

“FCC 224 是我们识别和研究其他暗物质缺陷星系的关键数据点，”Buzzo 在声明中说。“通过扩大样本量，我们可以完善对这些稀有星系以及暗物质在矮星系形成中的作用的理解。”