Астрономи підтвердили майже повну відсутність темної матерії в галактиці NGC 1052-DF2 і знайшли поруч з нею схожу - NGC 1052-DF4. Дані по швидкостях зірок в цих об'єктах повністю узгоджуються з розподілом видимої речовини і несумісні з наявністю темної матерії. Таким чином, вчені переконалися в існуванні нового класу незвичайних галактик, властивості яких поки не знаходять пояснення, а також неочевидним чином підтверили існування темної матерії. Результати викладено в окремих статтях у.
Темною матерією в астрофізиці найчастіше називається гіпотетична форма речовини, яку вводять для вирішення декількох невідповідностей між спостереженнями і теорією. Історично першою вказівкою на існування темної матерії були дані про швидкості рухів галактик в скупченнях - виявилося, що вони переміщуються набагато швидше, ніж можна було б очікувати на основі маси видимої речовини. Якщо ж допустити, що крім зірок, пов'язаного з ними газу та інших відомих форм речовини, в скупченнях також знаходиться значна кількість невідомої матерії, то її гравітаційного впливу може виявитися достатньо для відповідності спостереженням.
Інший феномен, який традиційно пов'язують з темною матерією, - це криві обертання галактик, тобто залежність швидкості обігу зірок від відстані до центру системи. Якщо оцінювати масу тільки видимою речовиною, то швидкості зірок у міру видалення від центру галактики повинні швидко зростати до максимуму, а потім повільно знижуватися до дуже малих величин. Замість цього в більшості випадків спостерігається інша картина: після досягнення максимуму швидкість не знижується або змінюється досить слабо. Цю обставину можна пояснити наявністю великої гали з темної матерії навколо галактики, яка простягається в кілька разів далі видимого диска, а по масі в кілька разів перевершує всю видиму речовину.
У спостережній астрономії також часто визначають дисперсію швидкостей, тобто їх розкид відносно середнього значення. Цю величину виміряти досить просто, так як у багатьох зірок є однакові лінії випромінювання, які в спостереженнях будуть уширені через ефект Доплера пропорційно швидкостям світив на промені зору. Дисперсія швидкостей дозволяє оцінити масу об'єктів, оскільки зірки в галактиках представляють гравітаційно пов'язану систему і зобов'язані підкорятися теоремі віріалу, яка накладає обмеження на середню кінетичну і потенційну енергії частинок: кінетична енергія пов'язана з дисперсією, що дозволяє вирахувати масу на основі створюваного їй гравітаційного потенціалу.
У 2018 році астрономи за допомогою космічного телескопа «Хаббл» і наземної обсерваторії Кека знайшли незвичайну відразу за кількома параметрами галактику NGC 1052-DF2. По-перше, вона відноситься до досить рідкісного типу ультрадифузних галактик, які за розміром можна порівняти з Чумацьким Шляхом, але містять приблизно в 100 або 1000 разів менше зірок, що робить їх поверхневу яскравість виключно низькою. По-друге, у цієї галактики виявився незвичайний розподіл об'єктів, схожих на шарові зоряні скупчення. Такі щільні і яскраві групи тисяч зірок добре відомі як у Чумацькому Шляху, так і у наших найближчих сусідів. Їх функція світності, тобто залежність кількості від яскравості, вважалася універсальною, однак для NGC 1052-DF2 це виявилося не так. По-третє, вимірявши швидкості руху 10 таких об'єктів, вчені оцінили за ними дисперсію швидкостей, яка виявилася виключно мала - близько 8 кілометрів на секунду з помилками близько 50 відсотків при очікуваній дисперсії в присутності гало з темної матерії близько 30 кілометрів на секунду.
У новій роботі вчені описують результати додаткових спостережень, які дозволили зробити більш надійні оцінки дисперсії швидкостей на основі рухів зірок. У результаті астрономи отримали значення 8,5 кілометра на секунду з помітно меншими помилками (близько 30 відсотків). З цих даних випливає, що повна маса галактики приблизно дорівнює масі речовини, що світиться, що виключає необхідність введення темної матерії в даному випадку. Також вчені виявили поруч схожу галактику NGC 1052-DF4, у якої також виявилася екстремально низька дисперсія швидкостей зірок - близько 4,2 кілометра в секунду, але помилки в даному випадку складають близько 80 відсотків.
На думку авторів, отримані дані високої якості є переконливим доказом існування не просто однієї виняткової галактики без темної матерії, а й нового класу подібних об'єктів. Також вони нагадують, що ці результати жодною мірою не спростовують гіпотезу про темну матерію, а, навпаки, підтверджують її необхідність: якби описувані їй ефекти насправді породжувалися звичайною матерією, то подібної ситуації не могло б виникнути, а раз знайдено об'єкт без темної матерії, то це говорить саме про існування двох окремих видів субстанцій, які не пов'язані безпосередньо.
Важливість темної матерії в астрофізиці ми обговорювали з Андрієм Дорошкевичем у матеріалі «Невидимий цемент Всесвіту». Про спроби пояснити темну матерію через ненульову масу переносника звичайної електромагнітної взаємодії ми говорили в інтерв'ю про «Важкий фотон».