由于这些星流会对引力产生响应，它们可以作为无法直接观测的暗物质的示踪剂。直到最近，它们极其微弱的亮度使得探测和分析变得非常困难。海量天文数据集和先进分析方法的改进，正使星流成为研究星系的最有前途的工具之一。
在银河系外发现首个星流
由尼尔斯·玻尔研究所博士生Julie Kiel Holm和DTU Space副教授Sarah Pearson领导的国际团队现已报告了一项史无前例的发现。研究结果发表在世界上最负盛名的科学期刊之一《自然》（Nature）上。
“我们在另一个星系中发现了一个球状星团星流。这是首次在我们银河系之外观测到这样的星流，这使得这一发现尤为令人兴奋，”Julie Kiel Holm说。
在银河系外寻找这种结构尤为困难，因为星流本身产生的信号非常微弱。新探测到的星流还位于一个超弥散星系内，这是一种发出极少光线的星系。
这种组合使得该探测尤为引人注目。
“这开启了全新的可能性。我们现在不仅可以在其他星系中搜索球状星团星流，而且从长远来看，我们可能还能够测量更多超弥散星系的暗物质含量，”合著者Sarah Pearson说，她在尼尔斯·玻尔研究所任职期间参与了这一发现。
什么是球状星团星流？
球状星团星流是一条狭长的恒星轨迹，起源于球状星团——一个由引力束缚在一起的致密恒星集合。
当周围宿主星系的引力通过一个称为潮汐剥离的过程逐渐将恒星从球状星团中拉走时，这些星流就形成了。
由于引力决定了星流的形状和运动，天文学家可以通过研究它们来了解质量在整个星系中是如何分布的。这使得星流可用于研究暗物质，尽管其基本性质仍然未知，但暗物质约占宇宙中所有物质的80-85%。
绘制暗物质的新方法
这一发现的重要性不仅在于在另一个星系中识别出星流。研究人员还首次表明，球状星团星流可用于测量银河系外星系中的暗物质。
这种能力可能非常有价值，因为暗物质占据了宇宙质量的大部分，但科学家仍然不知道它是由什么组成的。
“我们展示了一种在银河系研究中被充分验证的工具，可以用来理解其他星系，而在这些星系中，测量暗物质的分布传统上一直非常具有挑战性，”Julie Kiel Holm说。
该团队将重点放在超弥散星系UGC9050-Dw1上，并对其总质量以及质量分布方式产生了新的估计。他们的分析表明，该星系包含大量暗物质，这与对超弥散星系的预期一致。
“我们的结果与先前的研究以及它们关于这个超弥散星系中暗物质的研究结果相一致。我们正在用一种全新的工具来测量它，证明这种方法在我们银河系之外也同样有效，”Julie Kiel Holm说。
将暗物质研究扩展到其他星系
尽管这项研究仅集中在一个星系上，但该方法最终可能会有更广泛的应用。证明球状星团星流可以在银河系外进行研究，可能会使天文学家能够研究许多不同类型星系中的暗物质。
“我们以前能够从球状星团星流中获得的关于暗物质的见解仅限于单一星系——我们自己的星系。能够在完全不同类型的星系中观测这些星流，为我们利用它们来建立对暗物质行为更广泛的理解打开了大门，”Julie Kiel Holm说。
研究人员预计，随着欧几里得空间望远镜和南希·格雷斯·罗曼空间望远镜等天文台提供微弱星系和恒星结构的新视野，可探测的球状星团星流数量将急剧增加。
关于这项研究
- 该研究报告了在银河系外首次探测到球状星团星流。
- 研究人员还表明，这些星流可用于限制银河系外星系的暗物质晕质量和暗物质密度分布。
- 该研究已发表在《自然》（Nature）上。
- 以下作者参与了该研究：Julie Kiel Holm、Sarah Pearson、Jacob Nibauer、David J. Sand、Adrian M. Price-Whelan、Tjitske Starkenburg、David Hendel和Catherine Fielder。
- 该研究由Villum基金会和欧洲研究委员会资助。