矮星系UGC5340正在毫無規律地形成恆星，這可能是由於與一個伴星的引力相互作用造成的。引力相互作用常常觸發新的恆星形成，導致內部氣體雲的坍塌。矮星系的暗物質比例應該有很大的變化。科學家對宇宙有兩種假設，它們都有極其充分的理由，但它們不一定是正確的。第一，支配宇宙的物理定律在任何時候、任何地點都是一樣的。第二，宇宙誕生之初，幾乎所有地方都具有相同的屬性。我們對恆星、星系、氣體、等離子體、塵埃以及所有形式的光所做的一整套觀察，都與這兩個假設相符，但我們不能肯定。
但是，即使受到同樣的「規則」約束，並以同樣的初始條件開始，也不一定意味著得到的一切都是相似的。宇宙是一個混亂的地方，充滿了能夠形成恆星的正常物質，暗物質，它有近140億年的時間來進化。在我們可觀測的宇宙中有2萬億星系左右，但它們並不都是一樣的。為什麼？
早期的宇宙充滿了物質和輻射，溫度很高，密度很大，以至於在最初的幾秒鐘內，所有的復合粒子都無法穩定地形成。隨著宇宙冷卻，反物質湮滅，復合粒子有機會形成並「存活」下來。最終，恆星和星系也會形成，這才是真正有趣的地方。想像一下宇宙在大爆炸後不久的最初階段。它溫度很高，密度大的，幾乎是完全均勻的。無論從哪個角度看，它都充滿了幾乎相同數量的粒子和輻射，只是在0.003%的水平上有所變化。儘管宇宙內部的物質受到萬有引力的支配，但輻射的強度阻止了密度過大的區域以任何實質性的方式增長。
但這種情況會隨著時間的推移而改變，因為高溫、稠密、均勻的宇宙也在膨脹和冷卻。它的密度變小了，但更重要的是，它內部的輻射能量下降了，這意味著它在抵抗物質引力坍縮方面變得不那麼強了。隨著時間的推移，最初的密度會增長，積累足夠的物質，就開始形成恆星和星系。
宇宙微波背景輻射中的冷波動（以藍色顯示）溫度並不低，而熱點（紅色）溫度也只是相對高。隨著時間的推移，高密度區域將更有可能成長為恆星，星系和星團，而低密度區域將不太可能。最初，所有這些『質量塊』應該具有相同的暗物質與正常物質比率。這就是有趣的地方。年輕的，早期的星系，有著各種各樣的質量。最小的恆星可能只有幾十萬個太陽質量，而最大的恆星則含有數萬億太陽的質量。在整個宇宙中，每一個星系開始時暗物質與正常物質的比例與其他星系相同：大約是5:1。
但事實並非如此。星系中最重要的事情是：它們形成恆星。只有普通物質才能形成恆星，因為只有普通物質才能與自身(通過碰撞)或輻射(通過各種類型的散射)相互作用。雖然正常物質和暗物質都會受到重力的作用，但只有正常物質才會受到其他基本力的作用。
它是宇宙中已知的速度最快的星系之一，以光速的百分之幾的速度穿過它的星系團(並被剝離其氣體):數千公里/秒。恆星的軌跡在它的尾跡中形成，而暗物質則繼續與原始星系共存。因為正常物質對宇宙所有的力都有反應，而暗物質只經歷引力，所以它們可以彼此分離。當恆星開始形成時，會發生兩件不同尋常的事情，這兩件事我們通常都認為是理所當然的：新恆星產生大量的輻射，特別是紫外線輻射，它可以與周圍所有的正常物質(但不包括暗物質)相互作用。許多年輕的恆星會有很強的『恆星風』，這能給它們周圍的正常物質(但不是暗物質)提供大量的能量。
新恆星中質量最大的恆星最終會變成超新星，釋放巨大的能量，而這些能量只能被正常物質吸收，而不是暗物質。雖然正常物質可以吸收大量的能量，但暗物質卻不能。事實上，暗物質唯一應該發生的變化是它對重力勢變化的響應，這是由正常物質分布的變化所驅動的。
海豚星座的ZwII96是一個星系合併的例子，位於大約5億光年之外。恆星的形成是由這類事件觸發的，它會消耗掉每個前身星系中的大量氣體。注意相互作用星系之間的恆星流。需要記住的重要一點是，雖然引力同時影響正常物質和暗物質，但所有發生的非引力相互作用只影響正常物質。當恆星形成，燃燒它們的燃料，釋放出能量，或者變成超新星，這些能量可以從恆星轉移到周圍環境的正常物質，但是這些能量都不會進入暗物質。
對於大型、大質量的星系，周圍有太多的物質(包括正常物質和黑暗物質)，以至於即使是能量最大的天體，這些星系也能保留它們所有的正常物質。但當我們觀察過去經歷了大量恆星形成的較小星系時，只剩下暗物質。由於這些相互作用，大多數正常物質都能被排出。
而遙遠的宿主星系類星體和活動星系核通常可以在可見光/紅外成像光。當我們觀察宇宙中質量較低的星系時，比如矮星系，我們看到的是它們剩下的部分。雖然它們可能都是在暗物質與正常物質的比例為5比1的情況下開始的，但即使是恆星形成的一個小插曲，也足以從它們身上驅逐出大量的正常物質。
整個矮星系Segue1和Segue3中只有大約1000顆恆星，它們的質量是60萬個太陽。構成矮衛星Segue1的恆星在這裡圈起來。如果新的研究是正確的，那麼暗物質將遵循不同的分布，這取決於星系歷史上恆星形成的方式。暗物質與正常物質的比值為600比1，是在偏向暗物質方向所見過的最大比值。但是，當大型星系相互作用、碰撞，或者僅僅是擦肩而過時，它們內部的正常物質和暗物質之間的平衡也會受到破壞。當星系快速穿過一個豐富的星系團時，它們會猛烈撞擊星系間的氣體。在足夠高的速度下，這不僅能觸發恆星形成，而且還能直接把氣體帶出正在運行的星系。當星系合併在一起時，大量的物質(即正常物質)可以加速和噴射；這些噴射流在許多不同波長的光中經常可見。相互作用的星系也相互施加潮汐力，導致一個(或兩個)星系的內部氣體被抽離。與此同時，擁有超大質量黑洞的活躍星系可以噴射出大量物質。
Hanny的Voorwerp於2011年被發現，是目前已知的20多個綠色發光氣體的集合中的第一個，這些氣體在鄰近星系的外部延伸了數萬光年。這種天體的進化版本可以創造出一個無暗物質的星系。所有這些方法都能夠從星系中移除正常物質，並將暗物質的比例提高到正常物質的比例。但是，如果你很聰明，你可能已經意識到其他可能發生的事情：你應該能夠形成暗物質含量低的星系，或者根本不包含暗物質。
為什麼？因為當你把普通物質從星系中剝離出來，它就會變成它自己的實體。這種物質可以自引力，形成自己的矮星系，要麼用標準的5比1的比例減少暗物質的數量，要麼——如果正常物質和暗物質的分離是完美的——完全沒有暗物質。也許是一個極具諷刺意味的轉折，一個沒有暗物質的星系的發現將從經驗上證明暗物質的存在。只有當兩種物質(正常物質和黑暗物質)遵循不同的規則時，你才能產生一個沒有暗物質的星系。
NGC3561A和NGC3561B發生了碰撞，產生了巨大的恆星尾巴、羽狀物，甚至可能是「噴射物」，這些物質正在凝聚，形成微小的「新」星系。熾熱的年輕恆星在正在發生『返老還童』的恆星形成的地方發出藍光。諸如星系之間的作用力可以撕裂恆星、行星，甚至整個星系。當然，最大的問題是，沒有暗物質的星系在哪裡？因為它們只在包含更大、更大質量星系的環境中形成，所以它們可能活不了多久。大多數星系的相互作用和合併都發生在很久以前的宇宙過去，數十億年前的今天。一旦一個大星系把這些沒有暗物質的星系拉回來，它們就會停止存在。
與此同時，它們又難以被發現，因為它們本質上是微弱的，並且包含相對較少的恆星。如果沒有暗物質，你永遠也找不到類似銀河系的星系；只有像侏儒一樣的小星系才有這種可能性。如果這些沒有暗物質的小矮星中的大多數形成於大約80億到90億年前，那麼今天可能就沒有剩下任何暗物質了。
整個蜻蜓場，大約11平方度，以NGC1052為中心。放大圖顯示了NGC1052的環境，插圖中突出顯示了NGC1052-df2。但也有可能!我們的天文技術剛剛發展到可以識別沒有暗物質的星系的程度。在一個極具爭議卻又迷人的論斷中，有兩個星系，NGC1052-DF2和NGC1052-DF4，是無暗物質的星系。
然而，在我們確定之前，還必須進行更多的觀察。很難確定這些星系的確切距離，也很難測量它們內部的質量分布，因為它們既小又遠：大約在4000萬到7000萬光年之間。如果更近的估計是正確的，並且暗物質的分布是核狀的(而不是尖狀的)，那麼這些可能只是普通的矮星系，擁有完全相同數量的暗物質。
矮星系NGC5477是眾多不規則矮星系之一。藍色區域表示新恆星的形成，但許多這樣的星系在數十億年里沒有形成新恆星。如果暗物質的概念是正確的，那麼一些矮星，特別是在合併後星系附近的矮星，應該是無暗物質的。然而，對暗物質的最終檢驗並不是一兩個星系的性質。無論這些星系是普通矮星系還是我們第一個無暗物質星系的例子都不是重點。關鍵是，目前有數千億個矮星系，它們幾乎無法被探測。當我們到達那裡，特別是在遙遠的宇宙和後相互作用的環境中，我們完全可以期待真正找到這個尚未確認的星系群。
如果暗物質是真實存在的，那麼它必須與正常物質分離，這是雙向的。我們已經發現了暗物質豐富的星系，以及孤立的星系間等離子體。但是沒有暗物質的星系呢?他們可能就在附近，這就是為什麼每個人都這麼興奮!
科學家如何通過試驗來尋找暗物質？已經發現了哪些證據？
這個沒有暗物質的星系背後有什麼不為人知的故事？
文章來源: https://twgreatdaily.com/PdwprHQBURTf-Dn5UMKD.html