眼睛看不到卻帶有質量
科學家們認為，宇宙中存在著一種肉眼看不見卻帶有質量的「暗物質」(dark matter)，這種暗物質佔了整個宇宙 80%的質量。他們相信，暗物質是為了宇宙中萬物之間的引力而存在的。
少了暗物質 銀河系就會毀滅
以我們身處的銀河系(Milky Way)來說，因為銀河系旋轉的速度太快了，如果缺少了暗物質和肉眼看得到的星體之間產生引力相互作用，依據物理學定律，我們的銀河系馬上就會因為轉速太快而解體。
事實上，銀河系的暗物質比肉眼看得到的普通物質(ordinary matter)在整體的質量上多了 30倍。
整個宇宙應該都有暗物質
過去在科學家觀測的星系中，他們都能從中找到一些蛛絲馬跡，進而發現暗物質的存在。
但在上周三(28號)，《Nature》上一篇新的論文指出，研究團隊發現了一個幾乎不含暗物質的星系。他們相信，這個發現可能大幅改變人們以前對於宇宙的想法。
只是想觀察超稀疏星系
耶魯大學物理學家杜坎(Pieter van Dokkum)表示，他們一開始只是想利用美國夏威夷州凱克天文台(W. M. Keck Observatory)的大型天文望遠鏡來觀察「超稀疏星系」(ultra-diffuse galaxy)，而選擇了距離地球 6,500萬光年遠的「NGC 1052-DF2」(以下簡稱DF2星系)。
DF2星系在 2015年被定為「超稀疏星系」，它和我們所在的銀河系大小相近，但相對於銀河系有 1千億顆恆星，DF2星系卻只有 4億顆恆星。
星團的重量加起來剛好
研究團隊發現，DF2星系只有很少量的恆星，而且這些恆星幾乎都集中在幾個非常明亮的星團(clusters)裡。
當研究團隊開始研究這些星團時，他們發現這些星團的重量加起來，幾乎就和整個DF2星系一樣。
這也意味著DF2星系可能不存在肉眼看不到、卻帶有質量的暗物質。
這支影片是哈伯望眼鏡從鯨魚星座(Cetus)開始，最後定格在DF2星系的影像。
從相對速度來找暗物質
由於暗物質從肉眼無法直接觀測得知，理論上，根據愛因斯坦的相對論，因為暗物質帶有質量，質量和重力場之間可以相互影響，科學家就能從量測星體間的相對速度，來找到這些看不見的暗物質質量。
具體來說，假如DF2星系中存在著肉眼看不見的暗物質，當DF2星系和我們的銀河系一起在宇宙中移動的話，就能發現DF2星系的光走得比我們快，或比我們慢。
速度幾乎一樣
然而，這次的研究卻發現DF2星系在宇宙中移動的速度，幾乎和位於銀河系的我們一樣。
根據我們和DF2星系之間的相對速度，研究團隊的杜坎指出：「和其他亮度相同的星系相比，它(DF2星系)的暗物質數量比我們預期的少了 400倍。」
「這應該是不可能的」
研究團隊的加拿大多倫多大學天文學家亞伯拉罕(Roberto Abraham)表示，一般而言，這麼大的銀河理論上應該存在著相對於一般物質質量 30倍以上的暗物質，但這次的發現卻完全找不到暗物質存在的跡象。
亞伯拉罕說：「這應該是不可能的。」
"Eine Galaxie ohne Dunkle Materie zu finden, ist unerwartet, weil diese unsichtbare, mysteriöse Substanz der...
由 Zora Milo 發佈於 2018年3月29日 星期四
圖為天文學家正在比對DF2星系的光波長，科學家能夠從波長的變化換算得出星系移動的相對速度。
目前技術仍不足
薩里大學(University of Surrey)的物理學家柯林斯(Michelle Collins)解釋道，距離星系越遠，星體越少，暗物質越多。
她表示，這意味著DF2星系可能有著不一樣的機制，來讓結構可以穩定存在於宇宙之中。
柯林斯強調，除了DF2星系之外，宇宙中可能還有其他星系也有著其他我們無法解釋的現象。她也說，以現階段的科學技術來說，宇宙中還有很多昏暗、微小的東西沒有辦法被我們觀察到。
暗物質存在的證據
北卡羅來納州立大學(North Carolina State University)的天文學家馬克(Katherine Mack)博士相信，這項發現意味著暗物質是真實存在於宇宙之中的。
她認為，這次的發現證明了暗物質不一定要和普通物質一起出現，暗物質可以存在、也可以不存在的性質，正好證明了暗物質是一種真實存在的物質，而不是科學家為了滿足理論上的計算，而想像出來的東西。
兩年前曾找到正好相反的例子
杜坎表示，他和他的研究團隊會繼續尋找宇宙中還沒有類似的星系，或其他「奇怪的」現象。
他說，他們曾在 2016年發現一個和DF2星系正好相反的例子：有一個轉速非常快的星系，幾乎是由 99.99%的暗物質所組成的——然而，他們還無法確知這兩種正好相反的星系究竟是怎麼形成的。
「對暗物質的理解太少了」
對於這次的研究發現了存在不含暗物質的星系，而且極有可能推翻科學家過往對於暗物質的想像，杜坎坦言：「我們對於暗物質的理解太少了」，他也很歡迎大家一起提出看法，進行更多探究。