天文学家发现了一种名为 Cloud-9 的新型宇宙天体——一个昏暗、无恒星的气体云，由一个巨大的暗物质晕固定，它可能是第一个被确认的失败星系。
虚线圆圈中心隐藏着 Cloud-9——一种罕见的“失败星系”，富含氢和暗物质，但没有可辨识的恒星。 （图片来源：NASA、ESA。G. Anand（空间望远镜科学研究所）和 A. Benitez-Llambay（米兰-比科卡大学）；图像处理：J. DePasquale（空间望远镜科学研究所））
天文学家利用哈勃太空望远镜发现了一种新型天体：Cloud-9，这是一团没有恒星、富含气体的暗物质云，由于质量略微偏轻，无法成为一个成熟的星系。
根据11月10日发表在《天体物理学杂志快报》上并于本周在菲尼克斯举行的美国天文学会第247届会议上展示的一项研究，这个奇特的天体距离地球超过1400万光年，位于旋涡星系M94附近。Cloud-9是一个宇宙遗迹，是星系的原始组成部分，它证实了气体和暗物质天体坍缩成星系所需的临界质量阈值。
因此，Cloud-9的发现有力地支持了旨在解释宇宙结构和组成的领先宇宙学框架——Λ冷暗物质模型（LCDM）——的基石。该模型的主要预测之一是暗物质会聚集在晕中，这些晕的质量可能足以锚定星系，也可能不会。
“这些‘暗晕’应该数量众多，但它们大多不保留任何氢气，因此不可见，”太空望远镜科学研究所（STScI）的天文学家、该研究的主要作者迪普·阿南德（Deep Anand）通过电子邮件告诉Live Science。“Cloud-9的质量处于暗晕质量范围的上限，因此能够保留气体，从而可以通过射电观测被观测到。这确实有力地证实了LCDM模型的一个核心预测。”
因此，Cloud-9 提供了宇宙中可能充满低质量暗物质晕的初步证据，正如理论预测的那样，这些暗物质晕中没有恒星。
挖掘宇宙化石
三年前，天文学家利用位于中国贵州的五百米口径球面射电望远镜（FAST）发现了Cloud-9。该研究的合著者、太空望远镜科学研究所（STScI）的天文学家安德鲁·福克斯通过电子邮件告诉Live Science，这台巨大的射电望远镜“在发现类似云团方面卓有成效”，未来可能还会发现其他云团。
此前，研究人员曾利用位于新墨西哥州的甚大阵列（VLA，一个由28台望远镜组成的阵列）来观测Cloud-9星系射电辐射的峰值，该辐射源自其直径达5000光年的核心区域。然而，观测未能确定该天体的真实性质，这可能是由于望远镜的灵敏度限制所致。研究人员推测，Cloud-9或许只是一个普通的矮星系，由于亮度太低，地面观测设备无法对其进行有效观测。立即注册订阅 Live Science 每日新闻简报
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但正如这项新研究中所述，哈勃太空望远镜的高级巡天相机（ACS）的后续观测揭示了一种更为罕见的现象，也是天文学家多年来一直在寻找的：一个“理论上的幽灵天体”和首个被确认的再电离限制氢云（RELHIC）。换句话说，这是一团中性氢云，是早期宇宙遗留下来的原始物质，也是一扇通往黑暗宇宙的独特“窗口”，福克斯在NASA的新闻稿中说道。
氢元素的探测证明 Cloud-9 不是一个典型的矮星系，而是一种更奇特的星系。
星系存在还是不存在
研究人员分析了Cloud-9中气体的无线电波，发现这些气体为这个奇特的物体贡献了约一百万个太阳的质量。然而，仅凭这一点不足以维持如此庞大的气体云。因此，研究团队计算得出，假设该系统是由引力、气体压力和气体加热之间的平衡维系的，那么Cloud-9的暗物质成分的质量必须约为50亿个太阳质量。
这个质量恰好处于一个非常接近独立理论推导出的临界质量阈值的“绝佳”位置。在这个阈值处，Cloud-9的质量刚好不足以坍缩成星系，但由于其暗物质成分，它的质量足以维持自身的存在。
Cloud-9 也与宇宙紫外线背景辐射处于热平衡状态，这种紫外线能量来自宇宙中所有的恒星、活跃的黑洞和高温气体。这种能量使气体保持电离状态（带电）和相对较高的温度，从而抑制星系的形成。这也导致了云团中完全没有恒星。
然而，研究人员得出结论，Cloud-9或许并非注定要永远陷入黑暗。它仍有可能聚集足够的质量，最终形成一个星系，尽管实现这一目标的具体机制尚属推测。
无论其最终命运如何，Cloud-9 都作为一个物理基准，表明当前的暗物质模型以及星系形成理论都走在正确的道路上。
来自远古宇宙的极其罕见的遗物
未来的研究将寻找类似Cloud-9的未观测星系——尽管找到它们说起来容易做起来难，原因有很多。首先，这类暗淡的天体很容易被其他天体掩盖。
这些云团也转瞬即逝，很可能会被一种称为冲压剥离的过程所抹去，这种过程会剥夺它们在星系际空间中运动时所含的气体。事实上，研究人员表示，Cloud-9似乎已经受到其邻近星系M94周围相对较热的星系周围介质的扰动。
“要想以富含气体的暗物质云的形式存活至今，一个星系必须满足两个严格且统计上极为罕见的条件，”米兰-比科卡大学的天体物理学家、Cloud-9研究项目的首席研究员亚历杭德罗·贝尼特斯-利亚姆拜 （Alejandro Benitez-Llambay ）通过电子邮件告诉Live Science。“首先，它的暗物质晕必须具有异常缓慢的形成历史；如果它在早期宇宙中增长过快，气体就会在宇宙紫外线背景辐射将其加热之前坍缩形成恒星。其次，该星系必须保持足够的孤立状态。”贝尼特斯-利亚姆拜补充说，像Cloud-9这样保持原始状态、没有恒星的此类气体云可能不到10%。
最后，作为暗宇宙的代表，Cloud-9 有力地提醒我们，我们在大多数天文图像中看到的令人惊叹的星空全景只代表了整个宇宙的一小部分——我们看到的闪亮物体仅仅讲述了宇宙故事的一部分。
天文学家发现了一种名为 Cloud-9 的新型宇宙天体——一个昏暗、无恒星的气体云，由一个巨大的暗物质晕固定，它可能是第一个被确认的失败星系。
虚线圆圈中心隐藏着 Cloud-9——一种罕见的“失败星系”，富含氢和暗物质，但没有可辨识的恒星。 （图片来源：NASA、ESA。G. Anand（空间望远镜科学研究所）和 A. Benitez-Llambay（米兰-比科卡大学）；图像处理：J. DePasquale（空间望远镜科学研究所））
天文学家利用哈勃太空望远镜发现了一种新型天体：Cloud-9，这是一团没有恒星、富含气体的暗物质云，由于质量略微偏轻，无法成为一个成熟的星系。
根据11月10日发表在《天体物理学杂志快报》上并于本周在菲尼克斯举行的美国天文学会第247届会议上展示的一项研究，这个奇特的天体距离地球超过1400万光年，位于旋涡星系M94附近。Cloud-9是一个宇宙遗迹，是星系的原始组成部分，它证实了气体和暗物质天体坍缩成星系所需的临界质量阈值。
因此，Cloud-9的发现有力地支持了旨在解释宇宙结构和组成的领先宇宙学框架——Λ冷暗物质模型（LCDM）——的基石。该模型的主要预测之一是暗物质会聚集在晕中，这些晕的质量可能足以锚定星系，也可能不会。
“这些‘暗晕’应该数量众多，但它们大多不保留任何氢气，因此不可见，”太空望远镜科学研究所（STScI）的天文学家、该研究的主要作者迪普·阿南德（Deep Anand）通过电子邮件告诉Live Science。“Cloud-9的质量处于暗晕质量范围的上限，因此能够保留气体，从而可以通过射电观测被观测到。这确实有力地证实了LCDM模型的一个核心预测。”
因此，Cloud-9 提供了宇宙中可能充满低质量暗物质晕的初步证据，正如理论预测的那样，这些暗物质晕中没有恒星。
挖掘宇宙化石
三年前，天文学家利用位于中国贵州的五百米口径球面射电望远镜（FAST）发现了Cloud-9。该研究的合著者、太空望远镜科学研究所（STScI）的天文学家安德鲁·福克斯通过电子邮件告诉Live Science，这台巨大的射电望远镜“在发现类似云团方面卓有成效”，未来可能还会发现其他云团。
此前，研究人员曾利用位于新墨西哥州的甚大阵列（VLA，一个由28台望远镜组成的阵列）来观测Cloud-9星系射电辐射的峰值，该辐射源自其直径达5000光年的核心区域。然而，观测未能确定该天体的真实性质，这可能是由于望远镜的灵敏度限制所致。研究人员推测，Cloud-9或许只是一个普通的矮星系，由于亮度太低，地面观测设备无法对其进行有效观测。立即注册订阅 Live Science 每日新闻简报
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但正如这项新研究中所述，哈勃太空望远镜的高级巡天相机（ACS）的后续观测揭示了一种更为罕见的现象，也是天文学家多年来一直在寻找的：一个“理论上的幽灵天体”和首个被确认的再电离限制氢云（RELHIC）。换句话说，这是一团中性氢云，是早期宇宙遗留下来的原始物质，也是一扇通往黑暗宇宙的独特“窗口”，福克斯在NASA的新闻稿中说道。
氢元素的探测证明 Cloud-9 不是一个典型的矮星系，而是一种更奇特的星系。
星系存在还是不存在
研究人员分析了Cloud-9中气体的无线电波，发现这些气体为这个奇特的物体贡献了约一百万个太阳的质量。然而，仅凭这一点不足以维持如此庞大的气体云。因此，研究团队计算得出，假设该系统是由引力、气体压力和气体加热之间的平衡维系的，那么Cloud-9的暗物质成分的质量必须约为50亿个太阳质量。
这个质量恰好处于一个非常接近独立理论推导出的临界质量阈值的“绝佳”位置。在这个阈值处，Cloud-9的质量刚好不足以坍缩成星系，但由于其暗物质成分，它的质量足以维持自身的存在。
Cloud-9 也与宇宙紫外线背景辐射处于热平衡状态，这种紫外线能量来自宇宙中所有的恒星、活跃的黑洞和高温气体。这种能量使气体保持电离状态（带电）和相对较高的温度，从而抑制星系的形成。这也导致了云团中完全没有恒星。
然而，研究人员得出结论，Cloud-9或许并非注定要永远陷入黑暗。它仍有可能聚集足够的质量，最终形成一个星系，尽管实现这一目标的具体机制尚属推测。
无论其最终命运如何，Cloud-9 都作为一个物理基准，表明当前的暗物质模型以及星系形成理论都走在正确的道路上。
来自远古宇宙的极其罕见的遗物
未来的研究将寻找类似Cloud-9的未观测星系——尽管找到它们说起来容易做起来难，原因有很多。首先，这类暗淡的天体很容易被其他天体掩盖。
这些云团也转瞬即逝，很可能会被一种称为冲压剥离的过程所抹去，这种过程会剥夺它们在星系际空间中运动时所含的气体。事实上，研究人员表示，Cloud-9似乎已经受到其邻近星系M94周围相对较热的星系周围介质的扰动。
“要想以富含气体的暗物质云的形式存活至今，一个星系必须满足两个严格且统计上极为罕见的条件，”米兰-比科卡大学的天体物理学家、Cloud-9研究项目的首席研究员亚历杭德罗·贝尼特斯-利亚姆拜 （Alejandro Benitez-Llambay ）通过电子邮件告诉Live Science。“首先，它的暗物质晕必须具有异常缓慢的形成历史；如果它在早期宇宙中增长过快，气体就会在宇宙紫外线背景辐射将其加热之前坍缩形成恒星。其次，该星系必须保持足够的孤立状态。”贝尼特斯-利亚姆拜补充说，像Cloud-9这样保持原始状态、没有恒星的此类气体云可能不到10%。
最后，作为暗宇宙的代表，Cloud-9 有力地提醒我们，我们在大多数天文图像中看到的令人惊叹的星空全景只代表了整个宇宙的一小部分——我们看到的闪亮物体仅仅讲述了宇宙故事的一部分。
