一个名为图卡纳二号（Tucana II）的微小而古老的矮星系围绕银河系运行，一直隐藏着一个大秘密。 根据对物体周围恒星的一项新研究，这些恒星在很远的距离上受到引力束缚，它的光环比我们想象的要大得多。
事实上，它绝对是巨大的。 尽管图卡纳二号的恒星质量约为太阳质量的 3,000 倍，但它的暗物质晕却是太阳质量的 1000 万倍。 这大约是之前估计的三到五倍。
这表明宇宙中最早的星系可能比我们所知的要大得多。
“为了束缚这些如此遥远的恒星，图卡纳二号的质量比我们想象的要大得多，”麻省理工学院的天体物理学家 Anirudh Chiti 说道。 “这意味着其他遗迹第一星系可能也有这种延伸的光环。”
银河系有一个整个群伴生矮星系。 这些是小而微弱的星团，金属含量非常低，这表明它们非常古老，因为金属需要一些时间才能在恒星的中心形成并在宇宙中传播。
图卡纳 II 距离地球约 163,000 光年，是最小的之一。 根据其恒星群的金属丰度，它也是最古老的恒星之一，几乎没有发现金属。 奇蒂和他的团队正在研究这些恒星，希望找到一群更老的恒星。
他们利用澳大利亚国立大学的天空绘图仪望远镜并通过 Chiti 设计的算法运行结果，该算法旨在挑选出贫金属恒星。 除了杜鹃二号中心的恒星之外，该算法还在相当远的距离上检测到了九颗新恒星。
盖亚卫星收集的数据证实了这一点，盖亚卫星是一个雄心勃勃的项目，旨在绘制银河系的三维地图，包括恒星的运动。 那些远离矮星系核心的恒星在围绕矮星系的轨道上运行，受到引力的束缚。
然而，之前估计的星系属性并没有包括足够的质量来产生将那些遥远的恒星束缚在一起的引力强度。 这意味着那里有一些我们无法看到或直接检测到的质量。 这反过来又意味着暗物质。
我们不知道暗物质是什么，但宇宙中存在一些看不见的质量，它们负责产生所有额外的引力，使星系旋转得更快，并使时空弯曲——而且它的数量比正常物质要多得多。 那就是暗物质，我们相信它是粘合星系的粘合剂。
“如果没有暗物质，星系就会飞散，”奇蒂说。 “[暗物质]是形成星系并将其结合在一起的关键成分。”
根据恒星的位置和运动，研究小组能够更新对图卡纳二号暗物质质量的估计，最终达到 1000 万太阳质量的范围。 这是超微弱矮星系可以拥有如此多暗物质的第一个证据，它提出了很多谜题。
“这可能也意味着最早的星系是在比之前认为的大得多的暗物质晕中形成的，”天体物理学家安娜·弗雷贝尔说麻省理工学院的。 “我们认为最初的星系是最微小、最弱的星系。但它们实际上可能比我们想象的大几倍，而且根本没有那么小。”
那么，这些暗物质到底是从哪里来的呢？ 银河系的恒星可能是对此的线索。 当研究小组研究智利麦哲伦望远镜的数据时，他们发现并非所有恒星都具有相同的金属丰度。
事实上，他们在两个群体之间的划分相当明显。 图卡纳二号外围的恒星的金属丰度是中心恒星的三倍，这表明存在两个独立的恒星族。 在银河系中，如果一群恒星从其他地方到达，例如一颗恒星，就会发生这种情况与另一个星系碰撞。
这是第一次在古代星系中观察到恒星之间的化学差异，但原因可能是相似的：很久以前，图卡纳二号不是一个星系，而是两个合并的星系，将它们的暗物质结合在一起光环。
“我们可能会看到银河同类相食的第一个迹象，”弗雷贝尔说。 “一个星系可能吃掉了它的一个稍小、更原始的邻居，然后它的所有恒星都散落到了郊区。”
不管发生了什么，研究表明这些微小卫星星系的延伸范围现在可以被观察和表征，这意味着像图卡纳二号这样的其他星系也可以被识别。 甚至还有两个候选星系——超微弱矮星系 Segue 1 和 Bootes I 各有一颗恒星，距离星系核心较远。
该团队计划利用他们的技术来寻找更多这样的恒星和星系，并对其进行研究。
“可能还有更多的系统，也许是所有的系统，这些恒星都在其外围闪烁，”弗雷贝尔说。
该研究发表于自然天文学。
