银河系外首次发现球状星团星流，科学家借此测量暗物质在遥远星系中的分布。
哈勃太空望远镜拍摄，显示球状星团恒星流的位置
数十亿年来，一个古老的星团一直在缓慢解体，身后留下一缕纤细的星光。如今，这串星流终于吐露了它的秘密。国际研究团队发现了它，这是人类首次在银河系之外确认到此类星流。天文学家一直预期其他星系中也存在星流，但此前从未观测到。这一发现为研究暗物质提供了有力工具，暗物质是现代天体物理学最大的未解之谜之一。通过模拟星流的形状，团队重构了所在星系的引力场，进而推断暗物质如何塑造恒星轨道。成果发表在《自然》杂志上。
论文共同作者、西北大学天体物理学家Tjitske Starkenburg说，星流中的恒星几乎沿同一条轨道运行，轨道由星系引力塑造。通过模拟这种引力，可以估算星系的总质量。其中来自恒星等可见物质的质量大致已知，其余必然来自暗物质。Starkenburg是西北大学天体物理跨学科探索与研究中心的研究助理教授。研究由哥本哈根大学的Julie Kiel Holm和丹麦技术大学的Sarah Pearson共同牵头。
球状星团是由引力束缚在一起的致密恒星集团。绕宿主星系运行时，星系引力会逐渐把恒星从星团中剥离。逃逸的恒星不会随机散开，而是继续沿几乎相同的轨道前行，形成细长的星流，记录了塑造它们的引力。天文学家已在银河系内发现数十条球状星团星流，却一直无法在其他星系中识别它们，因为这类星流通常过于暗淡。
转机来自两位合作者David Sand和Catherine Fielder提供的NASA哈勃太空望远镜档案数据。合作者David Hendel在检查极暗星系UGC 9050-Dw1的图像时，发现一条细而淡的弧形结构，很像星流。这个星系距地球约1.15亿光年，恒星稀疏，背景较暗，让微弱的星流更容易显现。
这项发现的意义不仅在于探测本身。科学家首次证明，可以用球状星团星流来测量其他星系中的暗物质。暗物质约占宇宙全部物质的85%，它既不发光也不反光，无法直接观测，只能借助工具推断其存在。识别出星流后，团队生成了数千个计算机模拟，寻找能够再现其形状的星团性质与暗物质分布组合。拟合最佳的模型给出了星系总质量及其分布的新估计。分析表明UGC 9050-Dw1含有大量暗物质，符合对极暗星系的预期。
Kiel Holm说，结果与此前研究一致，用全新工具测量这类星系，证明该方法在银河系之外同样有效。虽然研究只针对一个星系，却为在不同类型的星系中探测星流打开了大门。Starkenburg说，当少量暗物质穿过星流时，细薄的星流会出现缺口或团块。天文学家长期争论银河系内的星流是否出现过这种现象，若能确认成因，将获得检验暗物质分布的全新途径，进而了解其本质。
新一代观测设备即将投入使用，包括欧洲空间局的欧几里得任务和NASA的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜。它们将扫描比哈勃大得多的天区，找到类似星流的几率大增。Starkenburg说，用哈勃的现有数据发现其他星系周围的细星流，再经地面望远镜确认，令人兴奋。罗曼太空望远镜的视野比哈勃大100倍，意味着它有望发现更多此类星流。研究获得了Villum基金会、欧盟、美国国家科学基金会和NASA的支持。
原文：https://news.northwestern.edu/stories/2026/08-2/cosmic-breadcrumb-trail-reveals-hidden-dark-matter