神秘的“云9號”可能是失敗星系的暗物質骨骼

在深空發現的天體是迄今為止最有力的星系早期發育被阻止的候選。

它被命名為云-9號，是一個神秘天體，距離約1430萬光年，靠近螺旋星系M94，而M94似乎完全沒有恒星。相反，它似乎主要由以下幾位組成暗物質被一團氫氣云包裹，像幽靈般徘徊在太空中。

“這朵云是通往黑暗宇宙的窗口，”他說天文學家安德魯·福克斯，來自太空望遠鏡科學研究所。

“我們從理論上知道，宇宙中大部分質量預計是暗物質，但由于不發光，很難探測到這種暗物質。《云九號》讓我們罕見地看到了以暗物質為主的云。”

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雖然星系形態各異，但天文學家期望它們具備一組基本成分：恒星、氣體和周圍環境暗物質光環這為它們提供了大部分的引力。

雖然我們尚不確定星系是如何形成的，但暗物質暈被認為至關重要。可以把它想象成一個看不見的重力團塊，把東西固定在一起;我們還不知道這塊物質的構成，所以稱之為暗物質——但沒有它，宇宙可能會變成一團散亂的。

根據星系形成模型，暗物質結構形成得較早，形成一個引力囊，積累普通物質，如中性氫氣（H I），這些物質可以逐漸變得足夠致密形成恒星。

Cloud-9 是首次被發現在使用五百米口徑球面望遠鏡進行空中無線電巡天，尋找中性氫（快）在中國，距離M94星系不遠，貓眼銀河.

氫的中性非常重要;這強烈表明該氣體相對較低、緊湊且受引力束縛。它也沒有被充滿宇宙的廣泛紫外輻射電離，而這些輻射大多由恒星和星系產生。

正如天文學家在2023年論文中指出的，這種探測可能是所謂的再電離限制H-I云，或者雷利克——一團未達到恒星形成閾值的引力束縛中性氫和暗物質。

這些天體長期以來通過早期宇宙的模擬被預測，但極難識別。大多數天體預計會隨著時間流失氣體，或被誤認為是碎片或前景云，導致天文學家幾乎沒有明確的例子可供研究。

然而，FAST觀測細節不足以證實這一點。例如，一朵類似的云，名為快速 J0139+4328它存在少量恒星和強烈的自轉信號，表明它不如RELHIC那么原始。

由太空望遠鏡科學研究所的天文學家加甘迪普·阿南德領導，一組研究人員通過美國國家科學基金會的格林班克望遠鏡和超大陣列的射電觀測，進一步了解中性氫。

這些研究顯示，云-9由一塊約4900光年直徑的密集球形中性氫聚集組成。這種氣體的質量大約是一百萬個太陽，并且沒有旋轉。維持其控制和平衡所需的暗物質量大約是5十億研究人員確定了太陽質量。

他們還使用哈勃太空望遠鏡進行了深層光學觀測。如果云層中潛伏著超過幾千個太陽質量的恒星，哈勃本可以找到它們。它什么都沒檢測到。

基于觀測深度，團隊甚至排除了類似的微小矮星系的可能性利奧·T，是本地宇宙中已知最暗淡的富氣體星系之一。如果云九號有恒星，也只能有幾千個太陽的恒星。

“這是一個失敗的銀河系的故事，”天文學家亞歷杭德羅·貝尼特斯-蘭拜表示意大利米蘭-比科卡大學的成員。“在科學中，我們通常從失敗中學到的比從成功中學到的更多。在這種情況下，沒有看到星星證明了該理論是正確的。它告訴我們，在本地宇宙中發現了一個尚未形成的星系的原始構件。”

其他RELHIC候選人也存在;一個名為J0613+52可能是其中之一，盡管其距離難以準確估算。Cloud-9的特別之處在于它滿足了所有條件。它沒有恒星，沒有旋轉，而且由于與M94的關聯，我們知道它有多遠。

這使它成為迄今為止對RELHIC最有信心的探測。未來它可能會成為一個完整的星系——但目前，它是星系形成的罕見遺跡，為我們提供了關于宇宙形成過程的關鍵信息。

該對象，研究人員總結道很可能是“少數位于成功星系形成失敗邊界的RELHICs中。無論其最終性質如何，Cloud-9都與迄今為止探測到的任何黑暗、富含氣體的源頭都不同。”

這些發現已發表于天體物理學雜志通訊.

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