哈勃太空望远镜拍摄的 NGC 1277 图像。 （欧空局/哈勃）根据我们主要的宇宙学模型，暗物质约占宇宙质量的 85%。虽然对这种神秘、不可见质量的持续研究尚未产生直接证据，但天体物理
哈勃太空望远镜拍摄的 NGC 1277 图像。 （欧空局/哈勃）
根据我们主要的宇宙学模型，暗物质约占宇宙质量的 85%。虽然对这种神秘、不可见质量的持续研究尚未产生直接证据，但天体物理学家已经能够通过观察暗物质晕、引力透镜以及广义相对论对大规模宇宙结构的影响来测量其影响。
在欧洲航天局的欧几里德和美国宇航局的南希·格雷斯·罗马太空望远镜等下一代任务的帮助下，暗物质可能不再是一个谜！
然后类似的事情出现了：一个巨大的星系似乎几乎没有暗物质！这正是由加那利天文研究所 (IAC) 成员领导的天文学家团队在观测 NGC 1277 时注意到的情况。
这个透镜状星系位于英仙座，距离我们 2.4 亿光年，质量比银河系大几倍。
这是第一次发现一个没有暗物质迹象的巨大星系，这对我们当前的宇宙学模型是一个严峻的挑战。
这项研究由拉古纳大学 (ULL)、IAC 河外天文学家塞巴斯蒂安·科梅隆 (Sébastien Comerón) 领导，他也是厚盘考古学 (ArcThick) 合作项目的负责人。
来自国家天体光学与电子研究所 (INAOE)、国家科学与技术委员会、乌克兰国家科学院、粒子与宇宙研究所 (IPARCOS)、马克斯·普朗克天文学研究所 (MPA) 和多所大学的研究人员加入了他的行列。描述他们发现的论文最近发表在《天文学与天体物理学》杂志上。
根据宇宙学标准模型 - 又名。 Lambda 冷暗物质 (ΛCDM) 模型——暗物质在宇宙的形成和演化中发挥了内在作用（现在仍然如此）。
理论上，这种看不见的质量在大爆炸后不久就存在，并形成光环，将中性氢气吸引到旋转盘中。这种气体被拉入越来越密的云中，引发了第一批恒星和星系的形成。
如今，DM 是所有大质量星系的主要组成部分，从它们的旋转曲线、它们形成的透镜以及它们与周围恒星和星系间介质 (IGM) 的相互作用就可以看出这一点。
然而，当研究小组测量 NGC 1277 的质量分布时，他们只观察到了恒星的分布。由此，他们推断 DM 不能占观测半径内星系质量的 5% 以上——尽管他们的观察表明可能根本不存在 DM。正如卡梅隆在最近的 IAC 新闻稿中所解释的那样：
“这个结果不符合目前公认的包括暗物质在内的宇宙学模型。遗迹星系在帮助我们了解第一个星系如何形成方面的重要性是我们决定用整体场摄谱仪观察NGC 1277的原因。根据光谱，我们制作了运动图，使我们能够计算出半径约20,000光年的星系内质量的分布。”
在他们的论文中，该团队将 NGC 1277 描述为原型“遗迹星系”，这是一种非常罕见的类型，不会与邻近的星系相互作用。这些星系被认为是大爆炸后不久形成的巨型星系的残余物。
然而，ΛCDM 模型预测 DM 应至少占 NGC 1277 这样质量的星系的 10%，对于这种特定类型最多可达 70%。 IAC 和 ULL 的研究员、合著者 Anna Ferré-Mateu 表示，对于这种差异有两种可能的解释：
“一是这个星系所在的星系团内与周围介质的引力相互作用剥离了暗物质。二是当原星系碎片合并形成星系时，暗物质被赶出系统，从而产生了遗迹星系。”
然而，就团队而言，这些解释都不能完全令人满意。
在不久的将来，研究小组计划通过位于拉帕尔马岛罗克德洛斯穆查霍斯天文台的威廉·赫歇尔望远镜（WHT）上的 WHT 增强面速度探测器（WEAVE）仪器进行观测，进一步调查这个谜团。
如果 WEAVE 的速度测量结果证实 NGC 1277 没有 DM，那么它可能会对替代理论——例如修正牛顿动力学（MOND）——产生严重怀疑。特鲁希略说：
“观测结果与我们预期之间的这种差异是一个谜题，甚至可能对标准模型来说是一个挑战。虽然特定星系中的暗物质可能会丢失，但修改后的万有引力定律必须是普遍的，不能有例外，因此没有暗物质的星系是对这种暗物质替代品的反驳。”
这些观测结果还可以为银河系特别巨大的超大质量黑洞 (SMBH) 提供一些线索，该黑洞的质量约为 170 亿太阳质量，是人马座 A*（银河系中心的 SMBH）的 4,250 倍。
一些天文学家认为，黑洞可能是 DM 的来源，DM 是由早期宇宙中 DM 晕的塌缩形成的。还有暗物质星系之谜，比如FAST J0139+4328这个奇怪的例子，它几乎完全由暗物质组成。
欧几里得和南希·格雷斯·罗马太空望远镜等下一代任务也将通过研究大爆炸以来宇宙的膨胀提供新的见解。这些观测旨在测量暗物质（和暗能量）对最大宇宙尺度的影响。
这些研究和其他研究的结果将揭示，要么存在神秘的不可见质量，要么需要修改我们对引力的理解（如广义相对论所描述的），从而解决正在进行的争论。