就像太阳有行星和行星有卫星一样，我们的星系也有卫星星系，其中一些可能有自己的较小的卫星星系。也就是说，大麦哲伦星云(LMC)是一个相对较大的卫星星系，从南半球可见。根据欧洲空间局(European Space Agency)盖亚任务(Gaia)最近的测量，据信，当它第一次接近银河系时，它已经携带了至少六个自己的卫星星系。
天体物理学家认为暗物质对这种结构起着很大的作用，现在能源部的SLAC国家加速器实验室和黑暗能量调查的研究人员利用了银河系周围微弱星系的观测结果，对星系的大小和结构以及围绕它们的暗物质晕之间的联系施加了更严格的限制。与此同时，他们发现了更多的证据，证明了lmc卫星星系的存在，并做出了一个新的预测：如果科学家的模型是正确的，银河系还应该有另外150个或更多非常微弱的卫星星系，等待下一代项目发现，如薇拉c鲁宾天文台的空间和时间遗留调查。
新的研究，即将发表在天体物理杂志这项研究的第一作者伊桑·纳德勒(Ethan Nadler)是卡夫里粒子天体物理学和宇宙学研究所(KIPAC)和斯坦福大学(Stanford University)的研究生，他说，这里的预印版是了解暗物质在比我们星系小的尺度上如何工作的更大努力的一部分。
Nadler说：“我们对暗物质非常了解--暗物质有多少，它是如何聚集的--但是所有这些说法都是有条件的，是的，这就是暗物质在比我们的星系群更大的尺度上的行为方式。”“那么问题是，这在我们能测量到的最小尺度上起作用吗？”
在暗物质上闪耀星系的光
天文学家早就知道银河系有卫星星系，包括大麦哲伦星云，从南半球的肉眼可以看到，但据认为，到2000年左右，这个数字还只有十几个左右。从那时起，观测到的卫星星系的数量急剧增加。由于斯隆数字天空测量和包括暗能量调查(DES)在内的项目的最新发现，已知卫星星系的数量已经攀升到大约60个。
这样的发现总是令人兴奋的，但也许最令人兴奋的是这些数据能告诉我们关于宇宙的信息。KIPAC的主任里萨·韦克斯勒(Risa Wechsler)说：“我们第一次可以在四分之三的天空中寻找这些卫星星系，这对于了解暗物质和星系形成的几种不同方法来说确实很重要。”例如，去年，韦克斯勒、纳德勒和他的同事利用卫星星系的数据和计算机模拟，对暗物质与普通物质的相互作用施加了更严格的限制。
现在，韦克斯勒、纳德勒和DES团队正在利用来自天空大部分区域的全面搜索数据，提出不同的问题，包括形成一个星系需要多少暗物质，我们应该在银河系周围发现多少卫星星系，以及星系是否能将自己的卫星送入围绕我们自己的轨道--这是最受欢迎的暗物质模型的一个关键预测。
银河等级的暗示
对最后一个问题的回答似乎是响亮的“是”。
探测卫星星系等级的可能性最早出现在几年前，当时DES在大麦哲伦星云附近探测到的卫星星系数量超过了如果这些卫星在天空中随机分布时他们的预期。Nadler说，根据Gaia的测量结果，这些观测特别有趣，这表明其中6个卫星星系与LMC一起掉进了银河系。
为了更深入地研究LMC的卫星，Nadler和团队分析了数百万种可能的宇宙的计算机模拟。这些模拟最初是由韦氏大学(Wechsler‘s)的研究生毛耀元(音译)管理的，他现在在罗格斯大学(Rutgers University)就读。他模拟了贯穿银河系的暗物质结构的形成过程，包括一些细节，比如银河系内较小的暗物质团，这些暗物质团预计将承载卫星星系。为了将暗物质与星系形成联系起来，研究人员使用了一种灵活的模型，允许他们解释目前对星系形成的不确定因素，包括星系的亮度与暗物质团的质量之间的关系。
DES团队的其他成员，包括前KIPAC学生亚历克斯·德拉卡-瓦格纳(Alex Drlica-Wagner)、芝加哥大学(University Of Chicago)天文学和天体物理学助理教授、芝加哥大学(University Of Chicago)天文学和天体物理学助理教授亚历克斯·德拉卡·瓦格纳(Alex Drlica-Wagner)、威斯康星大学麦迪逊分校(University of威斯康星-麦迪逊)物理学助理教授基思·贝奇托尔(Keith Bechtol)和他们的合作者领导了最后一步的努力：鉴于卫星星系在空中的位置、亮度、大小和距离，
在这些组件的手中，该小组运行了他们的模型与广泛的参数，并寻找模拟LMC类物体落入引力的银河系类星系。通过将这些情况与银河观测相比较，他们可以推断出一系列天体物理参数，包括有多少卫星星系与LMC一起被标记。纳德勒说，这些结果与盖亚的观测结果一致：目前应该在LMC附近探测到6个卫星星系，它们的运动速度大致与天文学家以前观测到的大致相同。模拟还表明，LMC在大约22亿年前首次接近银河系，这与哈勃太空望远镜对LMC运动的高精度测量相一致。
星系却看不见
除了LMC的发现外，研究小组还限制了暗物质晕与星系结构之间的联系。例如，在与银河系和LMC的历史最接近的模拟中，天文学家目前能观察到的最小星系的恒星质量应该是大约100个太阳，并且大约是暗物质的100万倍。根据模型的外推，可以观察到的最微弱的星系可以在光晕中形成，质量比光晕小100倍。
还有可能会有更多的发现：如果模拟是正确的，纳德勒说，还有大约100个卫星星系--是已经发现的数目的两倍--在银河系周围盘旋。他说，这些星系的发现将有助于证实研究人员关于暗物质与星系形成之间联系的模型，并可能对暗物质本身的性质施加更严格的限制。
这项研究是由银河系工作组领导的“黑暗能源调查”(Dark Energy Survey)内部的一项合作努力，参与者包括芝加哥大学(University Of Chicago)本科生西德尼·毛(Sidney Mau)和麦迪逊大学(UW-Madison)研究生米奇·麦克纳纳(Mitch McNanna)等初级成员。这项研究得到了国家科学基金会研究生奖学金、能源部科学办公室通过SLAC和斯坦福大学的支持。
