天文學家發現了一個像銀河系一樣大的星系，它幾乎完全由暗物質組成，暗物質是一種神秘的、看不見的物質，科學家們幾十年來一直在試圖弄清楚它的本質。這個星系中只有百分之一的百分之一是普通的、可見的物質，如恆星和行星。這個星系中其他 99.99% 的物質是看不見的。
沒有人真正知道暗物質是由什麼構成的，但科學家們相信它的存在，因為他們可以看到它的引力對太空中其他事物的影響。無論它是什麼，宇宙中大約 80% 的質量是暗物質。
這個名為蜻蜓 44 的暗星系，於 2015 年首次被探測到，是透過使用位於新墨西哥州的蜻蜓遠攝陣列。該陣列結合了八個遠攝鏡頭和攝像機，旨在觀察太空中其他望遠鏡無法看到的昏暗物體。[暗物質和暗能量：謎團揭秘]
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蜻蜓 44 是耶魯大學的皮特·範·多庫姆及其同事在後發星系團中發現的 47 個超彌散或“蓬鬆”星系之一，該星系團是由至少 1000 個星系組成的，距離地球約 3 億光年。這個距離對於望遠鏡來說很容易看到；哈勃太空望遠鏡可以看到數十億光年之外。但之前沒有人注意到這些隱藏在黑暗中的星系。蜻蜓 44 是他們發現的最大的最亮的星系之一。雖然它和銀河系一樣大，但它發出的光只有銀河系的 1%。
宇宙蜻蜓
範·多庫姆和他的團隊後來意識到蜻蜓 44 有一些非常奇怪的地方：這麼大的星系不可能憑藉如此少的恆星來維持自身結構。引力不足，恆星會彼此分離。他們懷疑是暗物質在將星系聚集在一起，而這個特殊的星系似乎包含大量的暗物質，因此他們著手確定確切的含量。
為了研究蜻蜓 44 中暗物質的含量，該團隊轉向了位於夏威夷莫納克亞的W. M. 凱克天文臺中地球上最大的望遠鏡之一。他們使用了凱克 II 望遠鏡上的一個名為深度成像多物體光譜儀 (DEIMOS) 的工具來研究星系中恆星的運動。
範·多庫姆在一份宣告中說：“恆星的運動會告訴你有多少物質。” “它們不關心物質是什麼形式，它們只是告訴你它在那裡。在蜻蜓星系中，恆星運動非常快。因此存在巨大的差異：使用凱克天文臺，我們發現恆星運動所顯示的質量比恆星本身的質量多得多。”
換句話說，範·多庫姆和他的團隊發現了比他們實際看到的更多的質量的證據。只有 0.01% 的星系是由普通的、可見的物質構成的：由包含質子、中子和電子的原子構成的物質。但蜻蜓 44 的其他 99.99% 的質量是難以捉摸的暗物質。在這個銀河系大小的星系中，我們幾乎看不到任何東西。
範·多庫姆說：“這對暗物質的研究具有重大意義。” “擁有幾乎完全由暗物質構成的物體會有所幫助，這樣我們就不會被恆星和星系擁有的其他所有事物所迷惑。我們之前研究的此類星系只有微小的。這一發現開啟了我們可以研究的一類全新的巨大物體。”
太空中的汙點
然後，該團隊前往位於莫納克亞的雙子座天文臺，拍攝了蜻蜓 44 的新照片。他們使用雙子座多物體光譜儀 (GMOS) 建立了該星系的彩色影像。這個昏暗的球狀星系看起來有點像深空照片上的汙點。
GMOS 的新影像還揭示了類似於銀河系周圍的光環的星團光環。一些研究人員認為，暗物質可能是星系周圍光環的原因。如果這是真的，這意味著暗物質可能根本不是完全黑暗的。
範·多庫姆說：“最終我們真正想要了解的是暗物質是什麼。” “現在的競爭是尋找比蜻蜓 44 更靠近我們的巨大暗星系，這樣我們就可以尋找可能揭示暗物質粒子的微弱訊號。”
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