一个包裹在暗物质光环中的传统星系(ESO 325-G004)和星系NGC 1277(左侧)之间的比较，前者占据了重量表上最重的一块，而后者的质量分布研究揭示了暗物质的不存在。鸣谢:设计:加布里埃尔·佩雷斯·迪亚斯(IAC)。NGC 1277的图像:美国宇航局，欧空局和M. Beasley(IAC)。ESO 325-G004的图像:美国航天局、欧空局和哈勃遗产小组(STScI/AURA)；J. Blakeslee(华盛顿州立大学)
据加那利群岛天文研究所：由IAC的研究人员和拉古纳大学(ULL)的Sebastién Comerón领导的一个科学家小组发现，星系NGC 1277不包含暗物质。这是第一次大质量星系(它的质量是银河系的几倍)没有显示出宇宙中这种不可见成分的证据。“这一结果不符合目前公认的宇宙学模型，其中包括暗物质，”Comerón解释说。
在当前的标准宇宙学模型中，大质量星系包含大量的暗物质，这种物质与普通物质的相互作用方式不同；它存在的唯一证据是它对附近的恒星和气体施加的强大引力，这种相互作用是可以观察到的。
NGC 1277被认为是“遗留星系”的原型，这意味着该星系与它的邻居没有互动。这种类型的星系非常罕见，它们被认为是宇宙早期形成的巨大星系的残余。
“遗迹星系在帮助我们理解第一个星系如何形成方面的重要性是我们决定用积分场摄谱仪观察NGC 1277的原因，”Comerón解释道。“根据光谱我们制作了运动学地图，这使我们能够计算出星系内半径约为20，000光年的质量分布，”他说。
研究小组发现，NGC 1277中的质量分布只是恒星的分布，由此他们推断，在观察到的半径内，暗物质不会超过5%，尽管观察结果与完全没有这种成分一致。
然而，目前的宇宙学模型预测，质量为NGC 1277的星系应该至少有10%的质量以暗物质的形式存在，最多有70%以这种形式存在。“观察结果和我们预期之间的这种差异是一个难题，甚至可能是对标准模型的挑战，”参与这项研究的IAC和ULL的研究员Ignacio Trujillo指出。
这篇文章对NGC 1277中缺乏暗物质提出了两种可能的解释。“其中一个是，这个星系所在的星系团内与周围介质的引力相互作用剥离了暗物质，”IAC和ULL的研究员Anna Ferré-Mateu评论道，她也参与了这项研究。“另一种说法是，当原星系碎片合并形成星系时，暗物质被赶出了系统，从而产生了遗留星系。”
对于这项研究的作者来说，这两种解释都不完全令人满意，“因此，没有暗物质，大质量星系如何形成的难题仍然是一个谜，”Comerón坚持说。为了继续研究这个谜，团队计划在拉帕尔马加那利岛罗克德洛斯穆查科斯天文台的威廉赫歇尔望远镜(WHT)上使用WEAVE仪器进行新的观察
如果这一结果NGC 1277没有暗物质——得到证实，这将对暗物质的替代模型提出强烈质疑，即引力被修改的理论，以及星系内引力吸引的主要部分是由于引力定律在大尺度上的轻微变化。“虽然特定星系中的暗物质可能会丢失，但一个修正的引力定律必须是普遍的，它不能有例外，所以一个没有暗物质的星系是对这种暗物质替代类型的驳斥，”特鲁希略指出。
这些发现发表在《天文学和天体物理学》杂志上。
