黑色星系

由暗物质构成的星系

黑色星系（又称“暗星系”）由英国卡地夫大学罗勃特·闵琴领导的国际天文研究小组，利用柴郡和波多黎哥的射电望远镜首次发现。该星系位于处女座群，几乎完全由暗物质构成的星系。距地球约5000万光年。如果这一结论得到证实，银河形成之谜将有望得到解决。

黑色星系发现

发现过程

这一由英国、法国、意大利及澳大利亚科学家组成的研究小组，主要通过观察星系的旋转及其组成成分的移动速度，来估测氢在宇宙的分布情况。他们首先利用英国曼彻斯特乔德尔堤天文台的拉威尔无线电天文望远镜，发现了一个称为“VIRGOHI21”的旋转星系，它所包含的氢气足以生产1亿颗太阳大小的恒星。如该星系由常态物质构成，将会出现数颗非常明亮的恒星，只要利用质量较好的业余望远镜就可发现它们。但罗勃特·闵琴及其同事利用在西班牙拉－帕尔马的强大牛顿望远镜观察该区域后，发现黑色星系内根本不存在恒星。闵琴说：“这是第一个可以确定是黑色星系的天体。”

星系构成

黑色星系又称为暗星系，由科学家知之甚少的暗物质构成。根据计算机模型预测，宇宙中的暗物质应当更加丰富，要比人们平常能看到和触摸到的普通物质多5倍以上。因此，暗星系应多于可见星系。举例来说，银河系及仙女座星系应当有数百个矮星系，然而，目前人类只观察到35个矮星系。其中一种可能性就是，存在没有恒星的星云和暗物质。该预测虽然十分有力，但一直未获证实。由于星系的形成理论与实际观测之间存在矛盾，所以寻找暗星系极为重要。正因如此，天文学家认为，这是一项非常重要的突破性发现，将有助于科学家理解正常星系是如何形成的。

不同意见

对于该研究小组的观测结果与理论之间的巨大差异，英国诺丁汉大学的梅里菲尔德则认为，闵琴研究小组观测到的可能根本就不是黑色星系。梅里菲尔德说：“他们的观测结果充满矛盾。我猜测，他们可能被两个飞过的氢云愚弄了。”梅里菲尔德说，一个天体从另一个天体身边经过会影响后者的旋转速度。但闵琴仍认为：“据目前所知，室女座星系附近没有氢云，两个氢云在一起几乎是不可能的。”他认为，他们很可能低估了黑色星系中氢气的含量。

黑色星系

室女座星系由一个巨大的氢云和奇异的暗物质组成，里面包含的物质足以产生数百万颗恒星，但是某些因素阻碍了恒星的产生。科学家此前预测，宇宙中的确存在这样的“黑色星系”，并且其数目可能是一般星系的100倍。但是室女座星系是第一进入人类视野的。

室女座星系的发现为天体物理学家探讨银河系的形成提供了条件。英国诺丁汉大学的迈克尔·梅里菲尔德说：“如果宇宙中没有黑色星系，物理学将失去一个重要的板块。”几十年来，通过计算机模拟，科学家预测，宇宙中可能存在大量的小星系，比如在我们所处的星系群中，除了巨型的银河系和仙女座星系，还可能存在上百个侏儒星系，但是到目前为止，只有35个侏儒星系进入了人类的视野。科学家推测，之所以会出现这种情况，一个重要的原因是，那些不能观测到的侏儒星系很可能是“黑色星系”。美国康奈尔大学的里卡多·乔瓦内里说：“寻找这些黑色星系很重要，因为银河系形成理论和观测结果之间存在巨大的差异。”

天文学家

2004年12月11日，《新科学家》杂志披露说，科学家在银河系发现一个侏儒星系，里面没有一颗年龄超过50万年的恒星。这个星系要么是最近才形成的，要么之前一直是一个“黑色星系”。

试图解开银河形成之谜的科学家从这个发现中大受鼓舞。英国卡迪夫大学的罗伯特·敏辛又带领一支国际科学家队伍，利用敏感的拉威尔无线电天文望远镜在曼彻斯特大学的约德勒尔天文台寻找室女座星系附近的“黑色星系”。最近，他们发现了一个编号为“室女H21”的旋转星系，除了里面的小星系，它所包含的氢气足以生产1亿颗太阳大小的恒星。此前，科学家用高性能光学望远镜观测发现，黑色星系内也有恒星。敏辛和他带领的科研小组用2.5米艾撒克-牛顿光学望远镜在西班牙的拉-帕尔马观测到的结果却是，黑色星系内根本不存在恒星。“这是第一个我们可以确定是黑色星系的天体。”敏辛说。

室女H21

但是，这样的发现还不足以回答所有的问题。即便“室女H21”星系的确是“黑色的”，但也未必就是天体物理学家所期望的侏儒星系。

如果这些星系是由一般物质构成，它们的旋转速度将把它们撕得粉碎。像这样大的星系，必须有强大的重心牵引力才能把里面的天体约束在一起。科学家推测，这样强大的重心牵引力很可能来自“黑色物质”。敏辛带领的科研小组对“室女H21”的旋转速度进行了测量，他们发现“室女H21”包含的“黑色物质”应该是银河系“黑色物质”的1/10.如果此说成立，它包含的氢气应该是实际观测到的100倍。这样一来，“室女H21”显然就不是一个侏儒星系，而是一个巨型星系了。

对于敏辛及其科研小组的观测结果与理论之间的巨大差异，诺丁汉大学的迈克尔·梅里菲尔德认为，敏辛及其科研小组观测到的可能根本就不是黑色星系。“他们的观测结果充满矛盾。我猜测，他们可能被两个经过的氢云愚弄了。”梅里菲尔德说，一个天体从另一个天体身边经过会影响后者的旋转速度。

但敏辛坚持说：“据目前所知，(室女座附近)没有氢云，两个氢云在一起几乎是不可能的。”迈克尔·梅里菲尔德认为，敏辛及其科研小组很可能低估了黑色星系中氢气的含量。如果远方类星体释放出来的紫外线使大量氢原子发生电离，无线电天文望远镜捕捉到的氢气肯定比较多。

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