發現未知的全新天體，就是暗物質？即將破解宇宙最大謎團？

天文學家可能發現了一種此前未知的天體類型，昵稱為“云-9”，它可能揭示暗物質——宇宙中最大的謎團之一。

暗物質是一種神秘物質，塑造著宇宙并為其提供結構。雖然暗物質從未被直接觀測到，但據認為它占宇宙總物質的85%，并且由于其引力效應可以被探測到。

根據周一發表在《天體物理學雜志快報》上的新研究，云-9被認為是暗物質云，可能是宇宙早期星系形成的遺跡。

“這朵云是通往黑暗宇宙的窗口，”研究合著者、巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所天文學家安德魯·福克斯在一份聲明中說。

“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。“Cloud-9”讓我們罕見地看到了以暗物質為主導的云層，“福克斯說道，他隸屬于歐洲航天局（ESA）和天文學研究大學協會（AURA）。

有人推測暗物質起源于138億年前導致宇宙誕生的大爆炸，構成了宇宙云，但這些云從未積累足夠的氣體形成恒星。

哈勃太空望遠鏡的最新觀測顯示云9號無恒星。

“這是一個失敗星系的故事，”研究合著者、米蘭比科卡大學物理系助理教授、天體物理學家亞歷杭德羅·貝尼特斯-蘭拜說。“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。”

未來對云的觀測，以及更多像云9號這樣的天體的發現，可能有助于更深入理解暗物質、星系形成與演化以及宇宙的早期。

與明亮恒星或充滿恒星的星系不同，失敗星系是黑暗的，這使得它們難以被發現。

研究團隊表示，乍一看，Cloud-9可能被誤認為是一個微弱的矮星系，或者是一個由約1000顆到數十億顆恒星組成的小星系。與擁有數千億顆恒星的銀河系相比，這些星系很小。

Cloud-9最早是在三年前，由中國貴州省五百米口徑球面望遠鏡（FAST）在梅西耶94星系附近進行氫氣調查時發現的。后續觀測使用了格林班克望遠鏡和超大陣列天文臺，最新的哈勃發現證實了該失敗星系的無恒星特性。

“星系形成理論預測，需要最低暗物質閾值才能點燃恒星形成，并將暗云轉變為明亮的星系，”福克斯說，“在Cloud-9中，我們有一個位于此閾值下方的物體，沒有恒星。”

該天體之所以被昵稱為“梅西耶94號”，是因為它是螺旋星系梅西耶94號邊緣發現的第九個氣體云。氣體的輕微扭曲表明云與星系之間可能存在相互作用。

雖然天文學家此前也觀測過氫云，但云-9以緊湊且球形的特征突出，而非大小不規則。但這并不意味著Cloud-9不大。

核心由中性氫組成，直徑達4900光年。光年是光在一年內傳播的距離，即5.88萬億英里（9.46萬億公里）。云中的氫含量約為太陽質量的100萬倍。天文學家估計，約有50億太陽質量的暗物質構成了云層的其余部分。

“一定有大量看不見的引力將它固定在一起，”研究合著者、太空望遠鏡科學研究所助理天文學家瑞秋·比頓博士說。“我們看到的中性氫根本無法提供足夠的質量;一定有一個暗物質暈提供引力支撐“，并像云層的無形腳手架一樣支撐著。

比頓說，目前Cloud-9處于一種微妙的平衡狀態。

她在郵件中寫道：“它的質量剛好足夠保持氣體，但又不足以迫使這些氣體形成恒星，”她在一封電子郵件中寫道，“這種稀有性解釋了為什么我們在本地宇宙中沒有發現許多此類天體——大多數暈要么完全失去氣體，要么成為完整的星系。”

團隊指出，云九號仍有可能變成一個星系。如果天體積累更多質量，云中的氣體將坍縮并破碎，導致恒星形成——這將使云-9轉變為晚開花星系。

福克斯提到梅西耶94號時說：“另一種可能性是云團質量下降，如果它靠近M94，氣體會像風洞中的云一樣被剝離，直到云消失。”

未來的高分辨率觀測可能為云9號核心提供更清晰的觀察，這座核心是“圣杯”，可能揭示該天體中心包含多少暗物質。

比頓說：“我們可以排除某些暗物質候選者——這是利用天體物理數據限制暗物質粒子本質的重要一步。”

雖然云9號是一顆引人入勝的云，但它并非首個在“暗星系”情景中被討論的云，更平凡的解釋也不可排除，英國基爾大學基爾天文臺臺長、天體物理學副教授雅科·范·盧恩博士說。

例如，研究中觀察到的另一顆氫云FAST J0139+4328最近被發現是一個非常暗淡的星系，范·盧恩說。

“被發現屬于FAST J0139+4328的恒星質量是他們認為可能存在的十倍，因此可以想象在它們自身的云中，氫含量幾乎是FAST J0139+4328的百倍，存在一個比他們即使用哈勃太空望遠鏡也能探測到的更暗的星系。”他在一封郵件中寫道，有人可能會推測，但要聲稱光學暗氣體云是暗物質遺跡，需要更有力且明確的證據。

范·盧恩未參與該研究，但在看到研究發布前的公告后，聯系團隊并對云9號是暗物質云的說法表示謹慎。他在研究的致謝中被提及。

與此同時，團隊繼續尋找類似物品，以確定云9號是個異類還是更大遺物群體的一部分。

安大略省金斯頓皇后大學天文學、天體物理學和相對論教授克里斯汀·斯佩肯斯博士表示，最新的哈勃觀測為這一引人入勝的天體增添了重要一塊。斯佩肯斯未參與這項新研究，但她曾使用格林班克望遠鏡觀測云9號。

“進一步研究這種無星氣體，比如其特殊形狀，將有助于揭示其作為無星星系或自由漂浮云的起源，”斯佩肯斯說，“無論其性質如何，Cloud-9都是該領域未來光明的典范，幫助研究人員解開宇宙奧秘。”