神秘的“云9号”可能是失败星系的暗物质骨骼

在深空发现的天体是迄今为止最有力的星系早期发育被阻止的候选。

它被命名为云-9号，是一个神秘天体，距离约1430万光年，靠近螺旋星系M94，而M94似乎完全没有恒星。相反，它似乎主要由以下几位组成暗物质被一团氢气云包裹，像幽灵般徘徊在太空中。

“这朵云是通往黑暗宇宙的窗口，”他说天文学家安德鲁·福克斯，来自太空望远镜科学研究所。

“我们从理论上知道，宇宙中大部分质量预计是暗物质，但由于不发光，很难探测到这种暗物质。《云九号》让我们罕见地看到了以暗物质为主的云。”

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虽然星系形态各异，但天文学家期望它们具备一组基本成分：恒星、气体和周围环境暗物质光环这为它们提供了大部分的引力。

虽然我们尚不确定星系是如何形成的，但暗物质晕被认为至关重要。可以把它想象成一个看不见的重力团块，把东西固定在一起;我们还不知道这块物质的构成，所以称之为暗物质——但没有它，宇宙可能会变成一团散乱的。

根据星系形成模型，暗物质结构形成得较早，形成一个引力囊，积累普通物质，如中性氢气（H I），这些物质可以逐渐变得足够致密形成恒星。

Cloud-9 是首次被发现在使用五百米口径球面望远镜进行空中无线电巡天，寻找中性氢（快）在中国，距离M94星系不远，猫眼银河.

氢的中性非常重要;这强烈表明该气体相对较低、紧凑且受引力束缚。它也没有被充满宇宙的广泛紫外辐射电离，而这些辐射大多由恒星和星系产生。

正如天文学家在2023年论文中指出的，这种探测可能是所谓的再电离限制H-I云，或者雷利克——一团未达到恒星形成阈值的引力束缚中性氢和暗物质。

这些天体长期以来通过早期宇宙的模拟被预测，但极难识别。大多数天体预计会随着时间流失气体，或被误认为是碎片或前景云，导致天文学家几乎没有明确的例子可供研究。

然而，FAST观测细节不足以证实这一点。例如，一朵类似的云，名为快速 J0139+4328它存在少量恒星和强烈的自转信号，表明它不如RELHIC那么原始。

由太空望远镜科学研究所的天文学家加甘迪普·阿南德领导，一组研究人员通过美国国家科学基金会的格林班克望远镜和超大阵列的射电观测，进一步了解中性氢。

这些研究显示，云-9由一块约4900光年直径的密集球形中性氢聚集组成。这种气体的质量大约是一百万个太阳，并且没有旋转。维持其控制和平衡所需的暗物质量大约是5十亿研究人员确定了太阳质量。

他们还使用哈勃太空望远镜进行了深层光学观测。如果云层中潜伏着超过几千个太阳质量的恒星，哈勃本可以找到它们。它什么都没检测到。

基于观测深度，团队甚至排除了类似的微小矮星系的可能性利奥·T，是本地宇宙中已知最暗淡的富气体星系之一。如果云九号有恒星，也只能有几千个太阳的恒星。

“这是一个失败的银河系的故事，”天文学家亚历杭德罗·贝尼特斯-兰拜表示意大利米兰-比科卡大学的成员。“在科学中，我们通常从失败中学到的比从成功中学到的更多。在这种情况下，没有看到星星证明了该理论是正确的。它告诉我们，在本地宇宙中发现了一个尚未形成的星系的原始构件。”

其他RELHIC候选人也存在;一个名为J0613+52可能是其中之一，尽管其距离难以准确估算。Cloud-9的特别之处在于它满足了所有条件。它没有恒星，没有旋转，而且由于与M94的关联，我们知道它有多远。

这使它成为迄今为止对RELHIC最有信心的探测。未来它可能会成为一个完整的星系——但目前，它是星系形成的罕见遗迹，为我们提供了关于宇宙形成过程的关键信息。

该对象，研究人员总结道很可能是“少数位于成功星系形成失败边界的RELHICs中。无论其最终性质如何，Cloud-9都与迄今为止探测到的任何黑暗、富含气体的源头都不同。”

这些发现已发表于天体物理学杂志通讯.

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