確認沒有暗物質填充的星系？新研究發現可能是計算失誤

宇宙若沒有暗物質，我們就不會存在，因此當去年有天文學家發現幾乎無暗物質填充的星系時，引起好一陣騷動，更有專家直嚷這是「不可能的事情」。現在，一篇新研究重新分析該星系後發現了點囧事：似乎前團隊的參數設定有誤、導致計算失誤，這個星系實際上……就跟其他星系一樣，大部分由暗物質組成。

2018 年時，由耶魯大學天文學家 Pieter van Dokkum 領導的團隊首度發現一個幾乎無暗物質填充的星系「NGC 1052-DF2」，嚴重挑戰了星系形成理論，立刻引起天文學界譁然。

按照標準星系形成模型，一個星系不可能沒有暗物質，雖然我們至今仍不知道暗物質是什麼、也檢測不到它們，但我們知道必須有某些東西躲在我們看不見的地方，才能維持住我們今日所見到一個星系的形狀、運動與分布特徵。

比如說，當天體物理學家按照星系可見物質的質量下去計算時，發現星系外圍天體的實際移動速度竟然比計算結果還要快，由於恆星、星系移動的速度與其質量成正比，這表明實際上還有更多物質填充在星系內；又或者說，如果沒有暗物質的存在，則基本上氣體無法塌縮，恆星不會形成，所有星系也都會分崩離析、無法維持形狀。

那麼，我們該如何解釋「NGC 1052-DF2」沒有暗物質？當時的研究人員指出兩個可能性，第一個為 NGC 1052-DF2 星系位於大型橢圓星系 NGC 1052 主導的星系群附近，而數十億年前，這個羽翼未豐的巨大橢圓星系可能在成長過程中，因某種原因導致 NGC1052-DF2 星系缺失暗物質。

另一個想法則是 NGC 1052-DF2 星系內經歷過一場災難性事件，所有氣體與暗物質都被清掉並阻止新恆星形成。他們的論文發表在《自然》期刊。

▲ 耶魯大學指出 NGC 1052-DF2 星系幾乎不含暗物質。（Source：耶魯大學）

然而現在，西班牙加那利天體物理研究所（Institutode Astrofísicade Canarias，IAC）團隊重新分析了 NGC 1052-DF2 星系，卻發現去年的研究很可能是一場……計算錯誤。

耶魯大學團隊當時計算 NGC 1052-DF2 星系距離地球約 6,400 萬光年，但加那利天體物理研究所團隊認為前者計算距離的參數有問題，重新使用 5 種獨立方法計算星系距離後，發現 5 種計算結果都顯示，該星系距離地球其實遠遠不到 4,200 萬光年。數字看上去差了那麼一點，但就可以把原本被認為不正常的無暗物質星系，矯正回正常包含暗物質的星系。

根據新數據，NGC 1052-DF2 星系的總質量只有之前估計的一半，並且其中恆星質量只有先前估計的四分之一；換句話說，剩下的四分之三全由暗物質組成，NGC 1052-DF2 星系跟其他星系一樣，實際上包含大量暗物質，模型並沒有出差錯。

暗物質存在之爭還沒落幕。耶魯大學團隊今年才又宣布發現了第二個同樣無暗物質填充的星系 NGC 1052-DF4，並稱宇宙中可能不乏不含暗物質的星系，現在加那利天體物理研究所團隊已開始針對 NGC 1052-DF4 星系重新分析，如果到時候結果出爐，又是計算失誤……那就真是尷尬了。新論文發表在《皇家天文學會月報》（MNRAS）。

（首圖來源：pixabay）