从星系的角度来看，这些星系简直是弱者。所谓的超微弱矮星系就像幽灵星系——天空中微小的雾状物，在不到十年前才首次被发现。现在已经发现了大约十几个环绕我们银河系的星系，它们正在帮助解决一个被称为“丢失卫星星系问题”的天文谜题。
暗物质是一种无形的、看不见的物质，被认为构成了宇宙的 23%，模型表明，它应该位于数千个环绕银河系和其他大型旋涡星系的迷你星系的核心。然而，包括超微弱矮星系和不太小的矮星系在内，只观测到几十个。假设与观测之间的不匹配导致一些物理学家质疑暗物质模型对存在如此多小星系的预测。现在，哈勃太空望远镜对银河系一些最微小卫星星系的最新观测，为它们的其他同胞可能藏身何处提供了线索。
首批超微弱矮星系——其中一些非常暗淡，以至于一颗明亮的巨星就能使其黯然失色——于 2005 年在斯隆数字巡天收集的数据中被发现。这项覆盖四分之一天空的系统性测绘调查最终揭示了更多矮星系的存在，但远不及假设预测的数量。为了更仔细地观察，巴尔的摩太空望远镜科学研究所的 Tom Brown 和他的同事选择用哈勃望远镜的两个相机观察了六个超微弱矮星系的代表性样本。科学家们最近在芬兰举行的银河系宇宙学会议上分享了收集到的所有六个星系的完整数据，结果将发表在即将出版的《意大利天文学会杂志》上。
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哈勃数据创建了这六个星系的图像，使研究人员能够以前所未有的精度测量星系中恒星的年龄。这些微小的天体非常古老，几乎与宇宙本身一样古老，而且它们可能在很久很久以前就停止了恒星的诞生。“这些是迄今为止已知的唯一如此古老的星系，”布朗说。“看起来绝大多数恒星都超过 120 亿年。”（相比之下，宇宙本身大约有 138 亿年）。这一发现支持了一种为解释丢失卫星星系问题而提出的观点，该观点认为，模型预测的大多数暗物质团块太小，无法吸引气体并形成恒星——因此，它们将是不可见的。如果这个想法是正确的，那么在无恒星的暗物质团块和完全形成的矮星系之间应该存在一些过渡天体，在这些天体中，恒星形成开始但过早停止。
但什么会导致这种中断呢？大爆炸之后不久，宇宙太热而无法形成原子，因此质子和电子以离子的形式自由漂浮。最终，宇宙冷却到质子和电子可以结合的程度，宇宙中大部分物质以氢的形式变成中性带电。当第一批恒星形成时，它们的辐射激发了氢，导致氢在被称为再电离的时期再次电离。这个过程可能已经阻止了最小星系中的恒星形成，因为这些星系没有足够的质量来 удерживать 热的、被激发的 газовые. 加州大学欧文分校的 James Bullock 是再电离假说的作者之一，他说：“这种气体是恒星形成的燃料，因此当它因再电离而消失时，所有恒星形成都会随之停止。”
哈弗福德学院的天文学家 Beth Willman 说，新的观测为检验这一假设提供了一个受欢迎的机会，她没有参与这项研究。“这些数据确实代表了我们在理解这些矮星系历史方面向前迈出的重要一步，”Willman 补充道。尽管如此，丢失卫星星系问题并非已成定论，因为除了再电离之外的其他因素也可能已经阻止了矮星系中的恒星形成，例如，如果卫星星系在其他地方形成并后来被银河系捕获，则可能产生的剧烈引力。
此外，为了真正解决丢失卫星星系的难题，天文学家必须首先对矮星系进行全面的普查——研究人员表示，这项任务远未完成。“有趣的是，这被称为丢失卫星星系问题，而我们实际上还没有完成寻找它们，”Willman 说。“我们需要了解哪些东西实际上丢失了，哪些东西没有丢失。”
在理解矮星系方面取得的进展至少缓解了人们的担忧，即关于暗物质的基本观点（预测了大量卫星星系）并非不合理。“当这个问题最初被指出时，有人担心这意味着我们对暗物质或宇宙学本身的理解可能存在缺陷，”Bullock 说。“今天，我们已经了解到，矮星系形成可能效率低下的原因有很多。像这样的观测非常引人入胜，因为它们在非常局部的宇宙和宇宙婴儿期发生的事件之间建立了一种可能的联系。”