“暗物質(zhì)”星系有可能是被剝離了恒星的“暗星團(tuán)”。

距地球約3萬光年的“大熊座III”可能是一個(gè)由“黑洞”引力束縛在一起的星團(tuán)“尸骸”，而非之前認(rèn)為的“暗物質(zhì)”星系。

CFHT / UNIONS / S.Gwyn

“大熊座III（Ursa Major III/Unions 1）”是銀河系所有衛(wèi)星系統(tǒng)中最昏暗的一個(gè)。

距離地球約3萬光年的它內(nèi)部只包含大約60顆可見恒星，外觀似星團(tuán)，但一直以來都因異常偏高的“速度分散（velocity dispersion）”和“質(zhì)光比（mass-to-light ratio）”（甚至比普通矮星系還要高幾千倍），而被認(rèn)為內(nèi)部充滿了“暗物質(zhì)”，是所謂的“暗物質(zhì)”星系。

然而無論是現(xiàn)有的“暗物質(zhì)”模型還是替代理論，都無法令人滿意地解釋這一現(xiàn)象。

近日德國波恩大學(xué)科學(xué)家稱，有證據(jù)表明，“大熊座III”這樣的星系可能并不是星系，內(nèi)部也沒有“暗物質(zhì)”。它們是被銀河系引力“剝離”了大部分恒星后殘留的星團(tuán)“骨架”。

人們之所以會(huì)誤認(rèn)為它內(nèi)部充滿了不可見的“暗物質(zhì)”，是因?yàn)槠鋬?nèi)部所剩無幾的恒星圍繞著一個(gè)黑暗的內(nèi)核運(yùn)行，而這個(gè)內(nèi)核由不發(fā)光的天體殘骸——比如“黑洞”構(gòu)成。

研究人員認(rèn)為，“大熊座III”本是一個(gè)正常的星團(tuán)。導(dǎo)致它變成今天這副模樣的原因，是其曾經(jīng)反復(fù)環(huán)繞銀河系飛行幾十億年。

在這個(gè)漫長的過程中，每當(dāng)它靠近銀河系，銀河系的引力場都會(huì)將其體內(nèi)的恒星由外而內(nèi)地剝離掉一部分。經(jīng)年累月后，它便變得如今天般稀疏。

基于“大熊座III”的軌道運(yùn)動(dòng)參數(shù)和化學(xué)構(gòu)成數(shù)據(jù)，研究人員使用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，高精度復(fù)原了其內(nèi)部恒星的引力互動(dòng)和結(jié)構(gòu)演化。

模擬結(jié)果顯示，無需引入“暗物質(zhì)”的假設(shè)，僅依賴一個(gè)主要由不發(fā)光的“黑洞”（可能也包括中子星）組成的黑暗內(nèi)核，便足以將“大熊座III”的剩余恒星束縛在一起，并展現(xiàn)出如觀測所見的特征。

銀河系周邊事實(shí)上還存在許多和“大熊座III”類似的天體系統(tǒng)。它們以往也常常因?yàn)闊o法被準(zhǔn)確分類而被歸為“暗物質(zhì)”星系。而現(xiàn)在，有了一種更為實(shí)際的可能。

參考
Are they star clusters or extreme dwarf galaxies?
https://www.uni-bonn.de/en/news/149-2025
Dark Star Clusters or Ultrafaint Dwarf Galaxies? Revisiting UMa3/U1
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adf320