【正见新闻网2021年02月08日】
图：Tucana II 矮星系及附近的星空。 Credit: Anirudh Chiti, MIT
就像月球绕地球旋转一样，我们的银河系也有许多绕其绕行的卫星星系。这些小星系被称为矮星系，被认为是宇宙之初形成的星系的遗迹。
银河系周围的一个矮星系被称为Tucana II。这是距地球约163,000光年的超微弱矮星系。
令天文学家惊讶的是，尽管Tucana II很小，但可以从其中心很远处看到它的引力，这表明矮星系内部有大量暗物质。
根据分析，天文学家发现，Tucana II的可见恒星质量约为太阳质量的3000倍，但其暗物质晕约为太阳质量的1000万倍。这比以前的估计大三到五倍。
美国麻省理工学院的天体物理学家阿尼鲁德·奇蒂(Anirudh Chiti)在一份声明中说：“Tucana II号的质量比我们想像的要大得多，才能用引力束缚如此遥远的恒星。” “这意味着其它早期星系也可能具有这类暗物质晕。”
新发现表明，宇宙中的早期星系可能比以前认为的质量要大得多。
天文学家经常使用金属丰度来估计星系的年龄。因为金属需要很长时间才能在恒星中形成，然后在整个宇宙中传播，所以很早的星系无法积累大量的金属。
根据Tucana II的金属丰度，它是最古老的星系之一，因为天文学家在观测中几乎没有发现任何金属。 Chiti和他的团队正在研究Tucana II中的恒星，希望找到年龄更大的恒星。
令他们惊讶的是，他们发现了9颗新星，它们距图卡纳II中心很远。
欧洲空间局的盖亚卫星(Gaia Telescope)收集的数据证实了他们的结果。那些远离矮星系核心的恒星被万有引力束缚。
然而，先前估计的Tucana II的质量不足以产生如此强大的引力。这意味着存在大量我们无法直接看到的质量，即暗物质。
到目前为止，尚不清楚什么是暗物质，但有许多观测证据，尤其是通过星系的引力的证据指出存在无法检测到的质量。实际上，宇宙学家认为，宇宙中约有85％的物质是暗物质。
奇蒂说：“没有暗物质，星系就会飞散。” “ 暗物质是制造星系并将其保持在一起的关键要素。”
根据恒星的位置和运动，研究小组可以估算出Tucana II中暗物质的量，最终达到1000万个太阳质量范围。这是第一个证据，证明像Tucana II这样的超微弱矮星系可能有那么多暗物质。
麻省理工学院的天体物理学家安娜·弗雷贝尔(Anna Frebel)说：“这可能也意味着最早的星系形成的暗物质晕比以前想像的要大得多。” “我们认为早期星系是一些最小的星系。但是它们实际上可能比我们想像的要大几倍，而且还不算小。”
但是这个观测还有更多问题。当研究小组分析了麦哲伦望远镜(Magellan Telescopes)的数据时，他们发现Tucana II号中恒星的金属丰度可能有所不同。
实际上，恒星分为两组。 Tucana II外侧的恒星的金属丰度比核心区的低三倍。
一般来说，如果大量恒星可能来自其他地方（例如星系合并），就会发生这种情况。
恒星之间的这种化学差异在古代星系中从未见过。这导致了一个非常有趣的理论：在早期，Tucana II不是一个，而是两个融合在一起的星系，并且它们的暗物质晕也融合了。
弗雷贝尔说：“我们可能正在看到星系合并的第一个特征。” “一个星系可能已经吞噬了它的稍小，更原始的邻居之一，然后把它的所有恒星挤到了外侧。”
该小组计划将其技术扩展到更多的恒星和星系。
弗雷贝尔说：“可能还有更多的系统，也许是所有的系统，这些恒星在其外侧闪烁。”
这项新著作已经发表在2021年2月1日的《自然天文学》上。