按照牛顿引力，星系外围的恒星速度应该随距离增加而下降（就像太阳系中，冥王星的速度比地球慢）；
但鲁宾发现：仙女座星系外围的恒星速度没有下降，反而保持在约220公里/秒的高速度——这说明，星系外围有大量“看不见的质量”，用引力拉着这些恒星，不让它们飞出去！
鲁宾的发现震惊了天文学界：几乎所有星系，都有一个“暗物质晕”（Dark Matter Halo）——包裹着可见星系的巨大暗物质球，质量是可见物质的10-100倍。
1.3 本星系群的“暗物质确认”：从卫星星系到引力透镜
兹威基和鲁宾的理论，在本星系群中得到了直接验证：
卫星星系的运动：小麦哲伦云（SMC）绕银河系旋转，速度约170公里/秒。根据可见物质计算，银河系的引力只能拉住速度100公里/秒的天体——但SMC的速度更快，说明银河系的暗物质晕提供了额外的引力；
引力透镜效应：仙女座星系（M31）是一个“引力透镜”，它会把背景星系的光线弯曲成弧形。通过测量弧形的扭曲程度，科学家算出M31周围的暗物质晕质量约为1.2×1012倍太阳质量——是可见物质的8倍；
星系团的动力学：本星系群的总质量，通过卫星星系的轨道计算，约为1.5×1012倍太阳质量——其中暗物质占85%（约1.275×1012倍太阳质量），可见物质只占15%（约2.25×1011倍太阳质量）。
二、本星系群的“暗物质证据链”：三个关键观测
暗物质看不见，但它的“引力痕迹”无处不在。在本星系群中，我们有三个直接证据，证明暗物质的存在：
2.1 银河系的“旋转曲线”：暗物质晕的“签名”
银河系是我们最熟悉的星系，它的旋转曲线藏着暗物质的“密码”：
可见物质的贡献：银河系的可见物质（恒星、气体、尘埃）主要集中在核球和旋臂，质量约1.2×1012倍太阳质量；
旋转速度的异常：银河系外围（距离银心10万光年处）的恒星速度约250公里/秒——按照可见物质的引力，这个速度应该只有150公里/秒；
暗物质晕的“补足”：要让外围恒星保持250公里/秒的速度，银河系需要一个直径约100万光年的暗物质晕，质量约1×1012倍太阳质量——是可见物质的8倍。
这个暗物质晕不是“均匀的球”，而是“密度梯度”的：中心密度高（约10?2?克/立方厘米），向外逐渐降低，延伸到银河系边缘之外。
2.2 卫星星系的“轨道陷阱”：暗物质的“引力笼子”
本星系群中的卫星星系（如小麦哲伦云、大麦哲伦云），是被银河系或仙女座的暗物质晕“困住”的“囚徒”：
小麦哲伦云（SMC）：距离银河系约20万光年，质量约7×10?倍太阳质量。它的轨道是“椭圆”的，近日点约16万光年，远日点约22万光年。如果没有银河系的暗物质晕，SMC会因为速度太快（约170公里/秒）而逃逸；
大麦哲伦云（LMC）：距离银河系约16万光年，质量约1×101?倍太阳质量。它的旋转速度更快（约270公里/秒），但依然被银河系的暗物质晕“拉住”——它的轨道正在慢慢缩小，未来可能会被银河系合并。
这些卫星星系的轨道，完美符合暗物质晕的引力场模型：暗物质的引力提供了“向心力”，让卫星星系绕着巨头旋转。
2.3 引力透镜：暗物质的“光线指纹”
引力透镜是暗物质最“直观”的证据——暗物质的引力会弯曲光线，让我们看到背景星系的“变形像”。在本星系群中，仙女座星系（M31）是一个强大的引力透镜：
M31的质量（包括暗物质）约为1.5×1012倍太阳质量，它的引力会把后方10亿光年外的星系光线弯曲成“爱因斯坦环”或“弧”；
通过测量这些“弧”的形状和位置，科学家可以重建M31周围的暗物质分布：暗物质晕是“椭圆形”的，与M31的可见星系形状一致，质量是可见物质的8倍。
三、绘制暗物质“地图”：本星系群的暗物质晕结构
通过上述观测，我们可以绘制出本星系群的暗物质晕地图——这是一个“双巨头主导”的结构：
3.1 银河系的暗物质晕：“大而不圆”的引力球
银河系的暗物质晕是近似球形的，但有明显的“椭率”（约0.3）——因为银河系本身是棒旋星系，棒状结构的引力会拉伸暗物质晕。它的参数：
直径：约100万光年（是银河系直径的10倍）；
质量：约1×1012倍太阳质量；
密度分布：中心密度高（ρ? ≈ 10?2?克/立方厘米），向外按ρ(r) ∝ r?3衰减（符合“NFW轮廓”——暗物质晕的标准密度分布模型）。
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