暗物質是否存在，那些不含暗物質的行星恰好證明暗物質的存在
01
暗物質的研究
1、暗物質存在的證據
儘管已對暗物質粒子進行了數十年的探索，但仍然未能找到暗物質存在的直接證據。大部分宇宙學家仍然相信暗物質的存在，但其他人卻拋開了暗物質的假設，提出了其他的解釋，通過改變對萬有引力的理解，消除了暗物質的概念。
但目前有兩項研究結果對修正重力的這種解釋提出了質疑。一項證實了星系中有一個看起來並不存在暗物質，而另一項則宣稱他們找到了另一個。研究人員表示，有趣的是，看起來這兩個星系缺少暗物質，但實際上卻是暗物質存在的有力證據。
科學家們認爲，這兩個星系並不存在暗物質，是因爲可以根據引力理論推測它們的動力學機制。大多數星系所觀測到的“質量誤差”在這裡並不存在，所以暗物質的作用也就不再需要了。這就是說，牛頓物理學能夠清楚地預測兩個星系的運動模式，而宇宙學家所提出的修正引力定義則不能。
2、望遠鏡的觀測數據
在2014年vanDokkum和他的研究生們剛剛建立了一組被稱爲“蜻蜓”的望遠鏡，這是從2014年開始的，用一組現成的長焦距相機鏡頭來組裝，用來觀察那些極其模糊的天體。僅過了一年，“蜻蜓”就發現了一個新的星系；與其大小相比，這個星系中的恆星數目極爲稀少。
雖然這一星系十分罕見，但它的存在也就不足爲奇了。大部分宇宙學家相信，稠密的暗物質可以充當種子，形成類似星系的大物體。阿·斯洛薩，來自布魯克海文國家實驗室的天體物理學家，他解釋說，這可能意味着當暗物質在某一臨界濃度時，會因自身的引力而發生塌縮，形成所謂的“暗物質暈”。暗暈會把氫轉移到它的中心，在那裡開始形成恆星，最終形成星系。儘管暗物質暈在不同星系中的質量各不相同，但是似乎每個星系都會有一些暗物質來維持自身形態。事實上，這個假設正是“蜻蜓”最近的發現如此令人吃驚的原因。
02
NGC1052-DF2和DF4
1、NGC1052-DF2的發現和研究
2016年，vanDokkum和同事們在耶魯發現了一個似乎完全不含暗物質的超稀疏星系NGC1052-DF2。去年，當耶魯天文學家在《自然》雜誌上公佈他們的發現是，宇宙學家對此表示懷疑。就像美國著名天文學家CarlSagan(CarlSagan)所說，這是第一個被發現的看似沒有暗物質的星系，而許多宇宙學家認爲那正是耶魯大學所缺乏的。
賓夕法尼亞大學的天體物理學家羅賓·桑德森表示，大家對DF2星系持懷疑態度是因爲這一結論是基於有限的數據得出的。研究中，耶魯小組所用的數據僅僅來自兩個晚上對10個星團的觀測。這就是說，他們可能忽視了星團運動的一些關鍵細節，從而影響到他們對星系質量的估計，這將使他們不相信這個星系缺乏暗物質。
在發表關於DF2的論文時，耶魯的研究者們也意識到這個可能的錯誤。要解決這個難題，唯一的辦法是進行更詳細的測量，或者尋找另一個類似DF2的星系。今年三月，耶魯大學發佈了兩篇關於這方面的文章。
一開始，研究者們就DF2的內部恆星速度做了更精確的測量。這一次，vanDokkum和Danieli不僅測量了10個星團的速度，還用位於夏威夷的凱克望遠鏡觀測了星團內恆星的速度。這樣，他們就可以獲得大量的數據來加強先前的結論。
2、DF4的發現和研究
另外一篇文章中，研究者宣佈他們發現了第二個星系DF4，它看起來沒有暗物質。這一發現不僅增加了DF2觀測數據的可信度，也意味着這樣的超稀疏星系可能並非罕見。Danieli說，事實上，發現這兩個星系“真是令人高興”。不過，她補充道：“現在還不能說，超稀疏星系是超級罕見還是非常常見。”爲了回答這個問題，團隊下個月將繼續觀察靠近超稀疏星系的其他星系。
但這仍無法解開最初的謎團，即這些奇怪星系是如何形成的。她說，理論宇宙學家需要通過模擬實驗來確定星系如何會失去暗物質。一種主流理論是關於潮汐力的，天文學家認爲，潮汐力同樣起作用，因爲兩個相鄰的星系之間的引力將彼此拉緊，使彼此產生扭曲。DF2和DF4都靠近NGC1052星系，它們很可能偷走了暗物質。
3、不能改變地心引力
Danieli說，無論這些星系是如何形成的，對於那些試圖解釋爲什麼星系的活動與我們預料的不一樣，而對引力進行修正的嘗試都是一種打擊。
Slosar解釋說，DF2和DF4增強了暗物質粒子存在的可能性，因爲這意味着暗物質粒子可以從普通物質中分離出來。對於MOND理論而言，由於這些星系的行爲符合標準引力理論，因此可以用牛頓公式和開普勒公式進行推算。
Slosar說：“如果在某些星系中發現了大量暗物質，而其他星系幾乎沒有，那麼你就不能用引力缺失來解釋；除非你承認一部分宇宙的引力定律與另一部分不一樣，這是一種愚蠢的行爲。他說：“物理學的全部意義就是發現永遠存在的統一規律。正因爲如此，暗物質的存在一直是有爭議的。”
結語：對於星系形成理論來說，這些星系的存在帶來了許多棘手的問題，它需要解釋，在星系中的暗物質被猛烈地剝離之後，如何保持相對秩序，就像DF2和DF4中的星團一樣。更深入地觀察超稀疏星系是否能解決關於暗物質的爭論？或許不能，但至少他們會有一些希望。