矮星系在宇宙進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，天文學(xué)家認(rèn)為矮星系可能是最早形成的宇宙星系，從矮星系演變成了大星系。迄今為止，矮星系是天文學(xué)家在太空發(fā)現(xiàn)的一種最多的星系，矮星是宇宙中最多的天體，矮星系構(gòu)成了宇宙結(jié)構(gòu)的基本單元。大約有120到200個(gè)矮星系獨(dú)自地繞銀河系轉(zhuǎn)動(dòng)，但天文學(xué)家迄今發(fā)現(xiàn)了其中的20個(gè)。

矮星系的形成是星系物理學(xué)的一大謎題，它們誕生和成長(zhǎng)可能與暗物質(zhì)有關(guān)，而暗物質(zhì)是宇宙物理學(xué)的最大難題之一。矮星系的特征有兩個(gè)之最：一，矮星系是最小的星系，二，矮星系是昏暗的星系。最小的矮星系成了宇宙學(xué)中最大的謎題之一，它們十分昏暗，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)矮星系的難度很大，通過(guò)使用高分辨率的望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家在銀河系的附近區(qū)域發(fā)現(xiàn)了少量的矮星系，而大量的矮星系可能環(huán)繞在銀河系的周圍。

銀河系與周圍矮星系的碰撞可能破壞了銀河系的旋臂結(jié)構(gòu)，2019年，一項(xiàng)研究的結(jié)果表明，銀河系的外盤存在“漣漪”態(tài)的物質(zhì)分布，可能是由數(shù)十億年前矮星系與銀河系碰撞引起的，科學(xué)家設(shè)想這些矮星系由神秘的暗物質(zhì)構(gòu)成。天文團(tuán)隊(duì)在歐洲航天局運(yùn)行的蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)矮星系A(chǔ)ntlia 2，羅切斯特理工學(xué)院的助理教授蘇墾雅-查克拉巴蒂利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算了矮星系在太空的穿越路徑，矮星系A(chǔ)ntlia 2在穿過(guò)銀河系時(shí)形成了外盤中的“漣漪”。查克拉巴蒂預(yù)測(cè)了更多暗物質(zhì)主導(dǎo)的矮星系，她在美國(guó)天文學(xué)會(huì)在圣路易斯舉行的會(huì)議上介紹過(guò)矮星系的發(fā)現(xiàn)。

從上世紀(jì)70年代起，多數(shù)天文學(xué)家都認(rèn)為暗物質(zhì)是組成宇宙物質(zhì)的主要部分，美國(guó)天文學(xué)家薇拉·魯彬最早意識(shí)到，只有額外的物質(zhì)存在才能解釋旋渦星系邊緣的恒星高速旋轉(zhuǎn)的曲線，但這些物質(zhì)逃避了人們的直接觀測(cè)，天文學(xué)家將這類物質(zhì)稱為暗物質(zhì)或不可見(jiàn)物質(zhì)。荷蘭天文學(xué)家艾伯特·博斯馬證實(shí)了魯彬的觀點(diǎn)，暗物質(zhì)似乎傾向于分布在星系盤的邊緣和星系的暈中。上個(gè)世紀(jì)的80年代，美國(guó)天文學(xué)家馬克·阿倫森在銀河系周圍的矮星系中發(fā)現(xiàn)了類似的暗物質(zhì)效應(yīng)。

從上個(gè)世紀(jì)的80年代到現(xiàn)在，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了更多的矮星系，他們都仔細(xì)地測(cè)量了星系內(nèi)恒星運(yùn)動(dòng)的速度，矮星系內(nèi)恒星的運(yùn)動(dòng)速度非常之快，以矮星系自身恒星的總質(zhì)量或可見(jiàn)物質(zhì)的總質(zhì)量難以解釋其中的緣由。假設(shè)每一個(gè)矮星系都有自身的動(dòng)力學(xué)平衡，那么天文學(xué)家可以通過(guò)恒星的運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算出相應(yīng)的引力質(zhì)量，額外的質(zhì)量就被解釋為暗物質(zhì)。在假設(shè)的暗物質(zhì)引力的作用下，銀河系對(duì)矮星系的引力可以忽略不計(jì)。

2018年，中法聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)研究成果否認(rèn)了矮星系由暗物質(zhì)構(gòu)成的假說(shuō)。矮星系第一次進(jìn)入銀河系的引力場(chǎng)時(shí)，銀河系的潮汐引力將嚴(yán)重破壞矮星系的穩(wěn)定性，直接控制矮星系內(nèi)恒星運(yùn)動(dòng)的速度，暗物質(zhì)的參入就是多余的。很早就有一些天文學(xué)家意識(shí)到了暗物質(zhì)的多余性，但多數(shù)研究人員只是簡(jiǎn)單地認(rèn)為，這些矮星系在幾十億年前就存在于銀河系的暈中。天文學(xué)家近些年來(lái)發(fā)現(xiàn)了大小麥哲倫云團(tuán)第一次闖入銀河系的證據(jù)。這些事實(shí)說(shuō)明，銀河系的潮汐引力影響了矮星系內(nèi)恒星的運(yùn)動(dòng)速度和軌跡。

（編譯： 2023-7-13）

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