臺北市立天文科學教育館

科學家在遙遠的星系深處發現了一種極為罕見的結構——這是人類第一次在銀河系之外，目睹如此奇特的景緻。更令人振奮的是，這項發現也為測量遠方星系中「暗物質」的分布，提供了一條全新的途徑。

這條新觀測到的「星流」（stellar stream），是由一條細長且彎曲的恆星帶所組成。它就像從毛線球上拉出的一根細線一樣，從一個密集的球狀星團中被慢慢扯開，類似的結構過去曾在我們自身的銀河系內被觀測到過：當銀河系自轉時，強大的重力會扯動那些密集的星團，將部分恆星拉扯出來，形成一條由逃逸恆星組成的長長軌跡。然而，這種結構通常太過暗淡，過去人們雖然推測其他星系應該也有星流存在，卻從未在銀河系之外真正親眼見過。

圖說：哈伯太空望遠鏡的歷史觀測資料中撈出來的星流照片。

之所以能實現這次歷史性的觀測，關鍵在於目標星系UGC 9050-Dw1的特殊性質，它是一個「超稀疏星系」（ultra-diffuse galaxy），內部的恆星分布極為稀疏。這表示星系的背景異常乾淨，使得這條星流即使距離地球高達1.15億光年，依然能被我們捕捉到。研究團隊不僅僅是記錄下這個天體結構，更將星流用來測量UGC 9050-Dw1星系內部的暗物質。研究團隊表示：「星流中的恆星幾乎都沿著相同的軌道運行，而這條軌道正是由星系整體的重力所塑造的，透過建構重力模型，我們就能估算出星系的總質量。既然我們已經大致知道恆星等可見物質占了多少質量，那麼剩下的部分，就必然是暗物質。」

暗物質是宇宙中一種神祕的未知物質，似乎完全不與光或普通物質發生電磁交互作用，除了重力效應外，對我們而言完全是不可見的。解開暗物質的本質，至今仍是現代天文學中最重大的未解難題之一。這條新發現的河外星流，給了天文學家一個絕佳的機會，可以用來驗證過去傳統的暗物質測量方法，而兩者得出的結果完美吻合。

研究團隊相信，這絕不會是人類所找到的最後一條河外星流。事實上，這次的突破是從哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）的歷史數據中被挖掘出來的，隨著新一代強大望遠鏡相繼投入運作，未來發現更多星流的機率極高。研究人員也對即將登場的羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）寄予厚望，因為它的視野將比哈伯整整大上100倍，該項研究成果發表於《自然》期刊。（編譯／許晉翊）