? ?要是在茫茫宇宙里,有個地方明明完全有成為璀璨星系的潛質(zhì),最后卻變成一片死寂,你會怎么去看待。
? ?本周一(1月5日),在鳳凰城舉行的美國天文學(xué)會第247次會議(AAS247)上,一個從未被正式確認(rèn)過的天文名詞瞬間點(diǎn)燃了全場——Cloud-9。這并不是我們熟知的某個互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù),而是一團(tuán)漂浮在距離地球約1400萬光年之外的幽靈般的“無星之云”。
? ?哈勃太空望遠(yuǎn)鏡傳回的數(shù)據(jù),為我們揭開了一個存在于理論中數(shù)十年、卻從未被實(shí)錘的宇宙結(jié)構(gòu):RELHIC(再電離受限中性氫云)。天文學(xué)家將其戲稱為“失敗星系”,但我更愿意稱之為宇宙中最純粹的“暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室”。它的出現(xiàn),可能徹底改寫我們對“星系”定義的認(rèn)知,甚至讓我們窺見暗物質(zhì)最原本的模樣。
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喧囂宇宙中的“隱形巨獸”
? ?我們習(xí)慣了哈勃和韋伯望遠(yuǎn)鏡傳回那些色彩斑斕、恒星誕生的壯麗畫面。但在Cloud-9面前,所有的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡幾乎都是“瞎子”。
? ?Cloud-9在螺旋星系梅西耶94(M94)附近,最開始是中國天眼(FAST)在射電波段捕捉到的,之后由美國綠岸望遠(yuǎn)鏡(GBT)和甚大陣列(VLA)驗(yàn)證。
? ?它擁有約100萬倍太陽質(zhì)量的中性氫氣體,其背后的暗物質(zhì)暈質(zhì)量更是高達(dá)50億倍太陽質(zhì)量。
? ?按常理來說,這么大的質(zhì)量引力足夠壓縮氣體,點(diǎn)燃核聚變,孕育出成千上萬個恒星,照亮夜空。
? ?不過,當(dāng)哈勃望遠(yuǎn)鏡的高級巡天照相機(jī)(ACS)對準(zhǔn)它進(jìn)行史上最靈敏的曝光時,結(jié)果令人戰(zhàn)栗:那里什么都沒有。
? ?沒有恒星,沒有星團(tuán),只有無盡的黑暗和氣體。
? ?太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STScI)的天文學(xué)家GagandeepAnand在會上直言:“有了哈勃,我們不僅是看不見星星,而是可以確定——那里真的沒有星星。”
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宇宙早期的“發(fā)育停滯”
? ?為什么一個本該成為星系的胚胎,會突然“夭折”?這正是Cloud-9最迷人的地方。
? ?這團(tuán)云氣的正式名稱是RELHIC(Reionization-LimitedHICloud),說明了它悲劇的命運(yùn),在大爆炸后的好幾億年里,宇宙經(jīng)歷了一個再電離時期,第一代恒星和類星體發(fā)出的強(qiáng)烈紫外線輻射一下子就把宇宙中的氣體加熱了。
? ?對于像Cloud-9這樣質(zhì)量較小的暗物質(zhì)暈來說,這是一場災(zāi)難。
? ?外部的紫外線背景輻射將氣體加熱,產(chǎn)生的氣壓足以抵抗引力的向內(nèi)坍縮。
? ?這就好像你試著在高溫高壓的高壓鍋里捏一個雪球,不管你多使勁,雪(氣體)都沒法聚成球(恒星)
? ?于是,Cloud-9變成一塊宇宙中的化石,永久停在星系誕生之前,保持早期宇宙最原始的氣體形態(tài)
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剝離噪音,聆聽暗物質(zhì)的“純音”
? ?對普通人而言,這可能是個失敗的故事,但對天體物理學(xué)家來說,這可是他們一直盼著的好機(jī)會。
我們研究暗物質(zhì)通常非常困難,因?yàn)槠胀ǖ男窍堤俺场绷恕:阈堑男纬伞⒊滦堑谋ā⒑诙吹膰娏鳎@些復(fù)雜的重子物理過程(BaryonicPhysics)會攪動暗物質(zhì)暈,把原本清晰的引力結(jié)構(gòu)搞得一團(tuán)糟。
? ?Cloud-9的價值就在于它的“死寂”
? ?因?yàn)樗鼜膩頉]有形成過恒星,也沒有超新星爆炸來干擾環(huán)境,它就好像一個沒被觸碰過的純暗物質(zhì)標(biāo)本,
? ?我們可以通過它,直接測試?yán)浒滴镔|(zhì)(CDM)模型的預(yù)言。
? ?如果Lambda-CDM模型是正確的,宇宙中應(yīng)該充滿了這種由氣體填充的微小暗物質(zhì)暈。
? ?Cloud-9的確認(rèn),恰恰為這一基石理論提供了最關(guān)鍵的拼圖。
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結(jié)語:成功的星系千篇一律,失敗的云團(tuán)萬里挑一
? ?Cloud-9的發(fā)現(xiàn)讓我們知道,我們看到的星光璀璨可能只是宇宙的幸存者偏差,在那些黑暗的角落里,或許漂浮著無數(shù)像Cloud-9一樣的幽靈,它們默默地記錄著宇宙演化的另一種可能性。
? ?天文學(xué)家RachaelBeaton在會上說的一句話讓我印象挺深的:「在咱們星系鄰居那地方,可能還有幾座沒人住的空房子」這可不只是個天文學(xué)上的發(fā)現(xiàn),倒更像是個哲學(xué)隱喻在特別大的宇宙尺度下,就算有構(gòu)建宏大東西的所有素材了,有時候也不一定能把那盞燈點(diǎn)亮。
? ?如果Cloud-9這樣的“失敗星系”最終被證明在數(shù)量上遠(yuǎn)超我們可見的正常星系,這是否意味著宇宙的主流其實(shí)是“黑暗與死寂”,而我們所在的銀河系才是那個喧囂的異類?歡迎在評論區(qū)留下你對宇宙“沉默大多數(shù)”的看法。
? ??聲明:本文的內(nèi)容90%以上為自己的原創(chuàng),少量素材借助AI幫助。但是,本文所有內(nèi)容都經(jīng)過自己嚴(yán)格審核。圖片素材全部都是來源真實(shí)素材簡單加工。所寫文章宗旨為:專注科技熱點(diǎn)的解讀,用簡單的語言拆解復(fù)雜的問題,無低俗等不良的引導(dǎo),望讀者知悉。
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