從星系的角度來看，這些星系簡直是弱者。所謂的超微弱矮星系就像幽靈星系——天空中微小的霧狀物，在不到十年前才首次被發現。現在已經發現了大約十幾個環繞我們銀河系的星系，它們正在幫助解決一個被稱為“丟失衛星星系問題”的天文謎題。
暗物質是一種無形的、看不見的物質，被認為構成了宇宙的 23%，模型表明，它應該位於數千個環繞銀河系和其他大型旋渦星系的迷你星系的核心。然而，包括超微弱矮星系和不太小的矮星系在內，只觀測到幾十個。假設與觀測之間的不匹配導致一些物理學家質疑暗物質模型對存在如此多小星系的預測。現在，哈勃太空望遠鏡對銀河系一些最微小衛星星系的最新觀測，為它們的其他同胞可能藏身何處提供了線索。
首批超微弱矮星系——其中一些非常暗淡，以至於一顆明亮的巨星就能使其黯然失色——於 2005 年在斯隆數字巡天收集的資料中被發現。這項覆蓋四分之一天空的系統性測繪調查最終揭示了更多矮星系的存在，但遠不及假設預測的數量。為了更仔細地觀察，巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的 Tom Brown 和他的同事選擇用哈勃望遠鏡的兩個相機觀察了六個超微弱矮星系的代表性樣本。科學家們最近在芬蘭舉行的銀河系宇宙學會議上分享了收集到的所有六個星系的完整資料，結果將發表在即將出版的《義大利天文學會雜誌》上。
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哈勃資料建立了這六個星系的影像，使研究人員能夠以前所未有的精度測量星系中恆星的年齡。這些微小的天體非常古老，幾乎與宇宙本身一樣古老，而且它們可能在很久很久以前就停止了恆星的誕生。“這些是迄今為止已知的唯一如此古老的星系，”布朗說。“看起來絕大多數恆星都超過 120 億年。”（相比之下，宇宙本身大約有 138 億年）。這一發現支援了一種為解釋丟失衛星星系問題而提出的觀點，該觀點認為，模型預測的大多數暗物質團塊太小，無法吸引氣體並形成恆星——因此，它們將是不可見的。如果這個想法是正確的，那麼在無恆星的暗物質團塊和完全形成的矮星系之間應該存在一些過渡天體，在這些天體中，恆星形成開始但過早停止。
但什麼會導致這種中斷呢？大爆炸之後不久，宇宙太熱而無法形成原子，因此質子和電子以離子的形式自由漂浮。最終，宇宙冷卻到質子和電子可以結合的程度，宇宙中大部分物質以氫的形式變成中性帶電。當第一批恆星形成時，它們的輻射激發了氫，導致氫在被稱為再電離的時期再次電離。這個過程可能已經阻止了最小星系中的恆星形成，因為這些星系沒有足夠的質量來 удерживать 熱的、被激發的 газовые. 加州大學歐文分校的 James Bullock 是再電離假說的作者之一，他說：“這種氣體是恆星形成的燃料，因此當它因再電離而消失時，所有恆星形成都會隨之停止。”
哈弗福德學院的天文學家 Beth Willman 說，新的觀測為檢驗這一假設提供了一個受歡迎的機會，她沒有參與這項研究。“這些資料確實代表了我們在理解這些矮星系歷史方面向前邁出的重要一步，”Willman 補充道。儘管如此，丟失衛星星系問題並非已成定論，因為除了再電離之外的其他因素也可能已經阻止了矮星系中的恆星形成，例如，如果衛星星系在其他地方形成並後來被銀河系捕獲，則可能產生的劇烈引力。
此外，為了真正解決丟失衛星星系的難題，天文學家必須首先對矮星系進行全面的普查——研究人員表示，這項任務遠未完成。“有趣的是，這被稱為丟失衛星星系問題，而我們實際上還沒有完成尋找它們，”Willman 說。“我們需要了解哪些東西實際上丟失了，哪些東西沒有丟失。”
在理解矮星系方面取得的進展至少緩解了人們的擔憂，即關於暗物質的基本觀點（預測了大量衛星星系）並非不合理。“當這個問題最初被指出時，有人擔心這意味著我們對暗物質或宇宙學本身的理解可能存在缺陷，”Bullock 說。“今天，我們已經瞭解到，矮星系形成可能效率低下的原因有很多。像這樣的觀測非常引人入勝，因為它們在非常區域性的宇宙和宇宙嬰兒期發生的事件之間建立了一種可能的聯絡。”