天文学家在英仙座星系团发现暗星系候选体 CDG-2

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【CDG-2:几乎完全由暗物质构成的星系候选体】

天文学家在英仙座星系团中确认了一处新的暗星系候选体——“候选暗星系-2”(Candidate Dark Galaxy-2,简称 CDG-2)。研究显示,该天体几乎完全由暗物质主导,仅包含极少量恒星光,是由四个紧密聚集的球状星团构成的低表面亮度星系结构。

研究团队指出,CDG-2 的发现对现有星系形成与演化理论提出了挑战,并为研究暗物质这一宇宙中最难以直接探测的成分提供了新的观测线索。现有观测表明,暗物质的总质量远高于普通可见物质,但至今尚未被直接探测到。

通过球状星团锁定暗星系候选体

来自多伦多大学的天文学家 Dayi(David)Li 及其同事表示,在宇宙中,大多数星系以明亮恒星群的形式显现,但仍存在一类极为罕见、几乎不可见的星系。这类星系以暗物质为主,仅有稀疏而微弱的恒星分布,被归类为低表面亮度星系。

由于本身极其暗弱,这类星系的探测难度很高。研究团队采用先进统计方法,通过搜索紧密聚集的球状星团,识别潜在的低表面亮度星系。借此,他们在英仙座星系团中确认了 10 个已知低表面亮度星系,并额外发现了 2 个暗星系候选体,其中之一即为 CDG-2。

研究人员解释称,球状星团的集中分布可以作为隐藏恒星群体存在的间接指示,从而帮助锁定几乎不可见的星系结构。

多台望远镜联合确认 CDG-2

为验证 CDG-2 的性质,团队联合使用了多台空间与地面望远镜,包括 NASA/ESA 哈勃太空望远镜、ESA 的欧几里得空间望远镜,以及位于夏威夷的斯巴鲁望远镜。

哈勃望远镜的高分辨率成像首先在英仙座星系团中分辨出一组由四个球状星团组成的紧密集合。英仙座星系团是一个大型星系团,位于英仙座方向,距离地球约 2.4 亿光年。

随后,利用哈勃、欧几里得和斯巴鲁望远镜的后续观测,研究人员在这四个星团周围探测到微弱而弥散的光晕结构。团队将这一光晕视为潜在星系存在的有力证据。

Li 表示,这是首次通过球状星团群体本身来识别出一个星系。他补充称,在较为保守的假设下,这四个球状星团可被视为 CDG-2 的完整球状星团系统。

光度极低、暗物质占比极高

初步分析显示,CDG-2 的总光度大致相当于约 600 万颗类似太阳的恒星所产生的光亮。研究团队估算,球状星团本身约占该星系可见物质的 16%。

更为显著的是,团队推断 CDG-2 的总质量中约 99% 为暗物质,这一比例包含了其可见物质和暗物质成分。研究人员认为,该星系中大部分正常物质可能在与英仙座星系团内其他星系发生引力相互作用的过程中被剥离,从而抑制了恒星的大规模形成。

天文学家在论文中总结称,CDG-2 可能是目前已知最以球状星团为主导的星系之一,也可能是迄今发现的最以暗物质为主导的星系之一。

相关研究成果已发表于 2025 年 6 月的《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters),论文题为《候选暗星系-2:英仙座星系团中几乎暗星系的验证与分析》(Candidate Dark Galaxy-2: Confirmation and Analysis of an Almost Dark Galaxy in the Perseus Cluster),卷号 986,L18,DOI:10.3847/2041-8213/adddab。


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