神秘的“云9號”可能是失敗星系的暗物質(zhì)骨骼

在深空發(fā)現(xiàn)的天體是迄今為止最有力的星系早期發(fā)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(zhì)被一團(tuán)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(xué)家安德魯·?？怂?，來自太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所。

“我們從理論上知道，宇宙中大部分質(zhì)量預(yù)計是暗物質(zhì)，但由于不發(fā)光，很難探測到這種暗物質(zhì)?！对凭盘枴纷屛覀兒币姷乜吹搅艘园滴镔|(zhì)為主的云。”

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雖然星系形態(tài)各異，但天文學(xué)家期望它們具備一組基本成分：恒星、氣體和周圍環(huán)境暗物質(zhì)光環(huán)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(zhì)暈被認(rèn)為至關(guān)重要?？梢园阉胂蟪梢粋€看不見的重力團(tuán)塊，把東西固定在一起;我們還不知道這塊物質(zhì)的構(gòu)成，所以稱之為暗物質(zhì)——但沒有它，宇宙可能會變成一團(tuán)散亂的。

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

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

氫的中性非常重要;這強(qiáng)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(chǎn)生。

正如天文學(xué)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(tuán)未達(dá)到恒星形成閾值的引力束縛中性氫和暗物質(zhì)。

這些天體長期以來通過早期宇宙的模擬被預(yù)測，但極難識別。大多數(shù)天體預(yù)計會隨著時間流失氣體，或被誤認(rèn)為是碎片或前景云，導(dǎo)致天文學(xué)家?guī)缀鯖]有明確的例子可供研究。

然而，F(xiàn)AST觀測細(xì)節(jié)不足以證實這一點(diǎn)。例如，一朵類似的云，名為快速 J0139+4328它存在少量恒星和強(qiáng)烈的自轉(zhuǎn)信號，表明它不如RELHIC那么原始。

由太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的天文學(xué)家加甘迪普·阿南德領(lǐng)導(dǎo)，一組研究人員通過美國國家科學(xué)基金會的格林班克望遠(yuǎn)鏡和超大陣列的射電觀測，進(jìn)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(zhì)量大約是一百萬個太陽，并且沒有旋轉(zhuǎn)。維持其控制和平衡所需的暗物質(zhì)量大約是5十億研究人員確定了太陽質(zhì)量。

他們還使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了深層光學(xué)觀測。如果云層中潛伏著超過幾千個太陽質(zhì)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(tuán)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(xué)家亞歷杭德羅·貝尼特斯-蘭拜表示意大利米蘭-比科卡大學(xué)的成員?！霸诳茖W(xué)中，我們通常從失敗中學(xué)到的比從成功中學(xué)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(fā)現(xiàn)了一個尚未形成的星系的原始構(gòu)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(zhǔn)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(zhuǎn)，而且由于與M94的關(guān)聯(lián)，我們知道它有多遠(yuǎn)。

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(guān)于宇宙形成過程的關(guān)鍵信息。

該對象，研究人員總結(jié)道很可能是“少數(shù)位于成功星系形成失敗邊界的RELHICs中。無論其最終性質(zhì)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?！?/p>

這些發(fā)現(xiàn)已發(fā)表于天體物理學(xué)雜志通訊.

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