业余天文学家发现了5个迷人的新星系，它们现在以他的名字命名

五毒男孩又

（主）NGC 253，雕塑家星系，业余天文学家朱塞佩·多纳蒂耶洛在其周围发现了八个沙丽岩矮星系（插图），即以多纳蒂耶罗名字命名的nie矮星系（图片来源：DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA，G.多纳蒂耶洛/UAI-SNR Profondo Cielo）

据美国太空网（Robert Lea）：一位来自意大利的业余天文学家在一个遥远的螺旋星系周围发现了五个新的矮星系，这个螺旋星系是地球上空最大的星系之一。他的名字是朱塞佩·多纳蒂耶罗，这五个矮星系现在被命名为多纳蒂耶洛五号、多纳蒂耶洛六号、多纳蒂耶洛七号、多纳蒂耶洛八号和多纳蒂耶洛九号（Do V、Do VI、Do VII、Do VIII和Do IX）。

Donatiello告诉Space.com：“在11个发现中，有9个星系以我的名字命名。据我所知，我是第一个也是唯一一个以它们命名星系的业余天文学家。这一切都始于2016年的第一次发现，当时在我的天体照片中，我发现了我们称之为DonatielloI的星系。尽管这是一种不同寻常的做法，但这个新星系获得了我的名字，这是一件非常愉快的事。”

新发现的卫星星系加入了之前在雕塑家星系（官方名称为NGC 253）周围发现的三个矮星系多纳蒂耶洛，在很多方面，它们之所以有趣，除了它们的命名法之外。

像这样距离地球平均1150万光年的超微弱小星系不仅难以探测，而且这些星系可以帮助天文学家研究我们宇宙中最古老的恒星，解剖暗物质的性质和分布，甚至可能影响当前的宇宙学模型。

Donatiello说：“总的来说，矮星系是亮度非常低的天体。可以说，银河系的许多卫星很难被探测到，因为它们在恒星场中伪装得很好。”。“这对外部星系来说变得越来越困难。在仅仅几兆秒差距（一兆秒差距相当于大约330万光年）的时候，最微弱的矮星系已经消失在天空的背景中。”。

“因此，每一项新发现对人口普查和更好地了解这些系统及其演变都很重要。”

所有的矮星系都在哪里？

正如Donatiello所解释的，银河系有自己的卫星矮星系。然而，到1999年，天文学家只知道我们银河系周围大约有十几个矮星系——然而，由于2004年以来的发现，我们目前知道我们的领域周围大约有60个卫星星系。这很有趣，因为它可能会告诉我们一些关于暗物质动力学的信息。

Donatiello说：“我们知道，主要星系必须位于暗物质晕的中心，远远超过星盘的大小。”。“根据宇宙学家的说法，这些晕首先形成，在第一批恒星的起源处充当中性气体的引力井，创造了第一批星系。

“由于重力的作用，这些晕中的一些已经成为主导，成为附近其他晕的吸引器。这一过程激活了主要星系的分级形成。此外，每个晕都包含许多迷你晕，这些迷你晕反过来又形成了卫星星系的宇宙支架。”

然而，当涉及到卫星星系时，有一个小难题。这与一种备受青睐的宇宙学模型——兰巴冷暗物质（LCDM）模型有关，该模型表明银河系和其他大星系周围确实应该有数千个卫星星系。事实上，使用LCDM进行的模拟预测，我们的邻近星系仙女座应该被500到1000个卫星星系包围。然而，天文学家在仙女座周围只看到了39个，包括多纳蒂耶洛自己发现的双鱼七号和飞马五号。



朱塞佩·多纳蒂耶洛发现的仙女座矮星系卫星。（图片来源：国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA，G.Donatiello）

Donatiello解释道：“这种差异被称为‘卫星失踪问题’。25年后，还没有出现令人信服的解决方案，因为即使发现了超微弱星系，这个数字仍然很低。”。“矮星系的数量仍然比预期的要少得多，所以问题仍然存在：它们都在哪里？”

这种困境导致科学家们质疑LCDM模型是否真的可以预测暗物质是宇宙中最大结构形成的支架，但在较小尺度上研究宇宙时会坍塌。为什么它不能探测到大星系周围足够数量的矮星系？

至于为什么所有这些都很重要，对矮星系的研究对我们理解星系演化至关重要，因为它还可以帮助我们更好地理解银河系和仙女座等大星系曾经生长过的可怕的自相残杀过程。

Donatiello说：“NGC 253的一颗卫星Scl-MM-dw2已经被发现在被Sculptor星系吸收的过程中正在经历潮汐破坏。”他解释说，该星系显示出最近相互作用的明显迹象，以及恒星流的迹象，恒星流指的是通过与更大星系的引力相互作用从矮星系中拖出来的恒星。



暗能量光谱仪器观测到的矮星系多纳铁罗一号到多纳铁罗九号。（图片来源：DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA，G.Donatiello）

为了研究LCDM模型是否需要修改，或者是否需要加大力度寻找更大星系周围的矮星系，Donatiello和团队求助于位于基特峰国家天文台4米Mayall望远镜上的暗能量光谱仪器（DESI）收集的档案数据。

2021年，该仪器开始对3500万个星系和类星体进行为期五年的调查，但Donatiello及其同事特别关注其对Sculptor星系及其附近的观测。Donatiello说：“NGC 253由于其位置接近，是研究这些结构、相互作用和进化的最佳实验室。”。“我们可以通过对附近星系的全貌进行研究，而这在银河系中是不可能的。”

这项研究在Sculptor星系群中发现了八个矮星系：该团队在2021年发现了其中三个，最近又发现了另外五个。天文学家现在知道NGC 253周围有18个星系，包括2011年发现的NGC 247，以及一些质量更大的矮星系。

尽管如此，该团队的新发现仍因其微弱而引人注目。

Donatiello说：“这一组中的所有其他卫星星系都是类似于银河系‘经典’卫星星系的球状矮星，位于高亮度区域。”。“多亏了对NGC 253卫星星系的普查，我们现在有了一种方法来比较较暗的系统是如何随着距离的增加而逐渐消失的。”

杂乱无章

该团队对Sculptor星系及其周围环境的普查可能揭示了更多的矮卫星星系，从而使该区域的图像更接近LCDM的预测，但也带来了一些惊喜。这包括NGC 253周围矮星系的分布似乎是“不平衡的”，位于雕刻星系一侧的星系比另一侧的星系多。

Donatiello指出，这种不平衡的原因可能与Sculptor群卫星星系是星系“细丝”的一部分有关，该星系几乎与室女座星系团完全对齐，室女座是一个大型星系团，其中心距离我们约5400万光年。

他解释说：“我们所认为的卫星星系实际上是被更大的星系吸引的坠落物体。”。“在同一平面上或分布不平衡的所有结构的情况下，我们都发现与这个宇宙丝有着密切的关系。因此，我们可以假设特定的不平衡结构是由这种情况驱动的。否则，我们应该期待更均匀的分布。”



Sculptor星系的五个新发现的矮星系Do V到Do IX及其围绕其大型母星系的排列。（图片来源：Martínez Delgado等人，2024）

Donatiello说：“最近发现了由几十颗恒星组成的更极端的天体，我们很难将其定义为星系，但更确切地说是晕团。”。“可能有数百个这样的恒星系统等待被发现。还有更多的发现空间。然而，DESI的数据可能不够深，无法找到新的低光度候选者。”

这位业余天文学家补充说，维拉·C·鲁宾望远镜等新的、更强大的测量仪器可以通过探测足够暗的系统来完成这项研究，在一定距离内，它们实际上对当前技术是看不见的。

Donatiello反问：“如果我们找不到足够的超微弱矮星系来削弱卫星失踪的问题，会怎么样？”。“我们应该考虑到模型需要修改，或者某种机制会在暗物质晕的一定质量极限以下抑制恒星形成。

“也可能是大星系形成的时间有问题，大多数矮星系几乎都被大星系吞噬了。”

目前，包括雕塑家星系的8颗矮卫星在内的9个星系都以多纳蒂略的名字命名——但对他来说，这项调查更多的是新发现的刺激，而不是他的名字被纳入天文学教科书的荣誉。

“以我的名字命名星系是什么感觉？”他总结道。“这是一种很好的感觉，但我也有点习惯了！”

该团队的研究结果可在arXiv研究库上作为同行评审前的论文获得。