Fornax星系团发现罕见无暗物质双星系

天文学家在Fornax星系团中发现两个幽灵般的星系，它们几乎不包含暗物质。这仅是已知的第二对这样的星系，给标准的星系形成模型带来了新的压力。

这两个星系名为FCC 224和FCC 240，位于距地球约6000万光年的Fornax星系团边缘。耶鲁大学的Maria Luísa Buzzo领导了一项研究，利用甚大望远镜上的MUSE仪器测量了这两个星系的内部运动。该研究于5月22日提交至arXiv预印本服务器，6月9日由Phys.org报道。

恒星运动过于缓慢

两个星系都表现出极低的速度弥散——它们的恒星和球状星团运动得非常缓慢，其引力完全可以由可见物质解释，无需暗物质晕。在有效半径内的动力学质量与恒星质量相当，远低于典型矮星系预期值。

此外，这两个星系都拥有异常明亮的球状星团，其光度函数呈顶部重型分布，这与此前唯一确认的无暗物质星系对——NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4——的特征高度吻合。

检验“子弹矮星系”假说

研究探讨了“子弹矮星系”假说：当两个富含气体的矮星系高速碰撞时，它们的暗物质晕彼此穿过，而普通物质发生物理碰撞，将恒星与暗物质分离，并触发剧烈的恒星形成爆发。

支持这一假说的是，FCC 224和FCC 240的年龄几乎相同——大约100亿年——并且它们的球状星团与宿主星系的弥散恒星体具有相同的年龄和金属丰度，表明一切都是在一次剧烈的单一事件中形成的。

不过，两者之间存在一个差异。DF2和DF4相距约240千秒差距，并有一条延伸超过2百万秒差距的碎片尾迹。而FCC 224和FCC 240仅相距75千秒差距，并且以每秒16公里的速度相互靠近，构成了一个紧凑的引力束缚对。

对宇宙学的启示

2025年，利用W.M.凯克天文台的观测首次确认了FCC 224是NGC 1052星系群之外的一个无暗物质星系。新研究进一步发现，其伴星系FCC 240也具有相同的奇特性质。

“综合这些结果，我们认为FCC 224和FCC 240可能是在一次高速碰撞中形成的，类似于DF2和DF4的诞生过程，”研究人员总结道。如果得到证实，这一发现将表明产生无暗物质星系的过程并非某个局部的罕见现象，而是一种更广泛的天文现象——目前的标准宇宙学模拟尚未能重现这一过程。