4400万光年外，一个星系挑战现有理论，科学家如何捍卫成功？

去年3月份，科学家们在距离地球大约4400万光年远的位置发现了一个神秘的星系——NGC 1052-DF4。

乍看之下，NGC 1052-DF4也没什么特别的，只是个头稍微小一点，属于矮星系。在仔细观察之后，科学家们发现了诡异之处：这个矮星系里竟然几乎没有任何暗物质！

自从科学家们根据对河外星系的观测提出了暗物质的预言之后，宇宙中发现的所有星系都包含这种完全看不见、而且除了引力之外不和可见物质有任何相互作用的神秘物质。只有两个星系打破了这种规律，一个是NGC 1052-DF2，还有一个就是NGC 1052-DF4。

在第一个没有暗物质的星系被发现时，科学家们还有理由心存疑虑，因为这可能源自于观测误差或者一些小概率事件。而NGC 1052-DF4的发现给无暗物质星系提供了另一个“证据”，着实令科学家感到十分头疼。

在暗物质理论广为接受的今天，发现没有暗物质的星系反而成了一个巨大的悬疑问题，因为这根本不符合现有的天体物理学法则。如果没有暗物质，那么所有星系所包含的天体都不足以产生足够的引力，导致星系很快分崩离析。正是暗物质提供的引力，将这些天体束缚在同一个星系中。并且在星系形成的早期，正是凭借着暗物质的力量，才聚集了这么多恒星，团结起来组成了一个星系。

在早先的研究中，有一支科学家团队已经修正了NGC 1052-DF2带来的问题。最新观测结果表明，这个星系和我们的距离并没有此前观测的那么远，这个距离影响了我们对它质量的判断。在修正了距离之后，科学家发现它的质量比想象中要小得多，这样一来正常物质的比例就低得多了，因此它的暗物质比例还是相对正常的。

而NGC 1052-DF4的问题仍然没有解决，尽管它的距离也有修正，但修正后显示的结果仍然是几乎不含有暗物质，这给我们留下了一个难题：到底是观测上出了问题，还是星系的形成本就不一定需要暗物质呢？

科学家自然是不太想接受第二种理论的，因为那意味着我们需要重建一个巨大的理论，来修改现有理论所存在的巨大缺陷。

好在，科学家们现在没有这种担心了。尽管NGC 1052-DF4确实几乎没有暗物质，我们也仍然不必修改星系形成的模型。最新观测结果表明，它的形成的确没有离开暗物质的帮助，只是在形成之后，暗物质被附近的一个星系掠夺走了，造成了它现在几乎没有暗物质的现状。

澳大利亚新南威尔士大学和太空望远镜科学研究所的天体物理学家Mireia Montes带领她的团队，进行了一次细致的观测和分析，得出了这个结论。他指出：“那里之所以没有暗物质，是因为被转移走了。我们发现，附近的大质量星系NGC1035凭借着自己的引力，掠夺着它的恒星和暗物质。”

作为一个距离我们数千万光年远的矮星系，NGC 1052-DF4的观测难度也相当大。为此，Montes和她的同事们不得不预约了不止一台当今世界最强大的望远镜，进行了这次研究，其中不仅有著名的哈勃太空望远镜，还有西班牙的IAC80 望远镜以及加那利大型望远镜，凭借这三台望远镜的全方位观测，终于破解了暗物质消失之谜。

观测结果表明：NGC 1052-DF4星系中有大量的恒星被拉扯出来，而与此相关的恰恰是它附近的螺旋星系NGC 1035。由于距离比较近，较大的天体可以凭借强大的引力将较弱的一方撕碎，这就是所谓的潮汐破坏。

Montes介绍说：“在最初的论文中，这个星系被描述拥有一个十分'松弛’的形态，暗示着并没有什么外力在干扰它。不过我们的深空图像表明，实际上这个星系正遭受着它近邻星系的影响，这只是它被卷入到相互作用的初始阶段。尽管星系的内部仍然保持着它的形状，但外侧比较黯淡的区域，你就能看到所谓的'潮汐尾巴’，那里已经有恒星开始脱离这个星系了。”

（图片说明：研究团队在NGC 1052-DF4星系中发现的潮汐尾流）

Montes还指出：在这个星系的周围，有暗物质形成的一个环状结构围绕。因此，在众多恒星被拖走之前，首当其冲的应该是这些暗物质。研究表明，只有这种小型星系周围的暗物质环中有10%-15%的质量被吸走，恒星才会开始脱离、被大星系吞并，这和该团队的观测数据基本是一致的。

正常来说，UDFs星系的暗物质所占的比例通常都很高，有的甚至可以高达99%。而对于NGC 1052-DF4来说，目前仅仅残留了大约1%的质量为暗物质。正如我们刚才所说的，暗物质是将天体束缚在同一个星系中的重要因素，而如此低的暗物质含量，意味着留个这个星系的时间已经不多了，它很快就会变成“一盘散沙”。

加那利斯天文研究所的天体物理学家Ignacio Trujillo介绍说：“假以时日，NGC1052-DF4就会被NGC1035周围的巨大系统所吞噬，并且它们内部至少有一部分恒星会在太空深处孤独流浪。”

不管怎么说，科学家面临的一次“危机”得到了完美的解决。看起来，现有的星系形成模型依然可靠，或许这意味着科学家们已经接近答案、了解了星系的形成过程。当然，也有可能未来有另外一项发现，从另一个方面挑战这个理论。不过，那应该是一个非常惊人，并且足够可靠的发现吧。