7500万光年外星系的异常行为，让科学家感受到了头顶的乌云

“暗物质”好像又不存在了。

“天炉座“星系团矮星系NGC1427A。如果存在“暗物质”，那它的一些特征就不应该存在。ESO

一个来自欧洲的天文科研团队发现，“天炉座”星系团内的矮星系好像不含“暗物质”。不仅如此，它们的表现反倒符合“修改牛顿动力学”的预言。这似乎暗示宇宙中可能并没有所谓的“暗物质”。

“天炉座”星系团距离地球约7500万光年，其内部包含大量矮星系。矮星系是指那些既小又暗的星系。它们的数量众多，通常依附在较大星系的身边，故而也容易受到大星系引力的影响。

研究人员对大星系作用在这些矮星系身上的引力潮汐效应进行了研究。潮汐效应因天体不同部位受到的外部引力存在差异而产生。在很多情况下，潮汐效应会导致天体变形甚至解体。

观测结果显示“天炉座”星系团内的矮星系扭曲幅度很大，似乎颇受星系团内复杂引力环境的扰动。这是一个反常现象，因为根据通行的理论，所有星系都有一个“暗物质”晕。“暗物质”晕能够提供额外的质量，保护星系在一定程度上不因外部引力的扰动而变形或解体。

研究人员对这些矮星系被扰动的预期幅度进行了考察。星系团中星系被扰动的幅度取决于星系本身的特点，以及星系与星系团引力中心的距离。理论上体积较大质量较小的星系，以及那些较靠近星系团引力中心的星系更容易被扰动。

在得到了星系被扰动的预期幅度值之后，研究人员又将其与欧洲南方天文台的实际观测结果进行了对比。

结果令人惊讶。观测结果与预期值并不符合。研究人员表示假如“暗物质”理论成立，那么“天炉座”星系团中的矮星系们应该早就不存在了。星系团中心引力强度只需达到矮星系自身引力强度的1/64，这些星系就会被其带来的潮汐效应撕碎。而这也与此前的研究矛盾。此前的研究认为，能够导致矮星系瓦解的外部引力强度，至少需要等同于星系自身的引力强度。

据此研究人员认为，通行理论无法自洽地解释“天炉座”星系团矮星系的被扰动特征。但当他们尝试用“修改牛顿动力学”进行分析时，情况又有了有趣的变化。

“修改牛顿动力学”是一种试图通过修改经典理论以求其符合观测结果的尝试。持此观点的学者认为宇宙中并不存在“暗物质”，星系也没有“暗物质”晕。我们在宇宙中观察到的种种异常，是因为引力的强度会在某种特定情况下发生变化。

按照通常的看法，失去了“暗物质”晕的矮星系在星系团内部根本无法幸存。但是出人意料的是，“修改牛顿动力学”对矮星系被扰动幅度的预测，却与实际观测结果惊人一致。

“暗物质”理论在星系动力学和演化的研究中有举足轻重的地位，大部分科学家也坚信其有很强的合理性。但是在实际观测中，宇宙所表现出来的特点与“暗物质”理论不相符合的案例近年也有越来越多的趋势。

“暗物质”这朵让人惴惴不安的乌云，究竟还会在现代宇宙学的头顶上盘旋多久呢？

参考
The distribution and morphologies of Fornax Cluster dwarf galaxies suggest they lack dark matter
https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/515/2/2981/6618002