不得了：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種全新天體，之前從未見(jiàn)過(guò)

這是哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的一張深空照片：

這張照片中隱藏著一個(gè)不可見(jiàn)（光學(xué)）的全新天體，天文學(xué)家之前從未見(jiàn)過(guò)這類(lèi)天體。

這個(gè)天體的名字很中式，叫做云九。

命名沒(méi)有什么特殊的寓意，只是單純的以順序來(lái)命名，簡(jiǎn)單直白，我們一眼就可看出，這是一類(lèi)被稱(chēng)為氣體云中的第九個(gè)成員。

它是我國(guó)的天文學(xué)家利用天眼FAST，在觀測(cè)M94貓眼星系時(shí)首次發(fā)現(xiàn)。

M94貓眼星系是一個(gè)旋渦星系，它的星系盤(pán)有兩個(gè)環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)很明亮，被稱(chēng)為星爆環(huán)，這是因?yàn)楹阈堑幕钴S活動(dòng)而引起。

貓眼星系位于獵犬座。

這是一個(gè)小型星座，可能大部分人對(duì)它不是很熟悉，但它的鄰居大家肯定熟悉，就是那個(gè)擁有北斗七星的大熊座。

獵犬座便是位于北斗七星勺柄靠南的天區(qū)。

M94單從外觀來(lái)看是一個(gè)獨(dú)立的星系，可不少的天文學(xué)家認(rèn)為，它其實(shí)是處于合并后期的合并星系。

為了尋找合并的證據(jù)，我國(guó)天文學(xué)家于21年對(duì)它進(jìn)行了射電波段的觀測(cè)，不同于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，射電波段可以觀測(cè)到星系中元素氫的分布。

元素氫相當(dāng)于組成星系的骨架，可以讓我們辨別星系最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。

21年觀測(cè)貓眼星系時(shí)，天眼除過(guò)看到貓眼星系本體的氫分布，還在它的附近發(fā)現(xiàn)了9個(gè)氫氣體云。

其中八個(gè)云的投影距離距貓眼不超過(guò)50KPC，它們和貓眼星系具有空間上的聯(lián)系，應(yīng)該是星系合并時(shí)的氫氣體遺留潮汐碎片。

但云九卻明顯不同，它的投影距離距貓眼星系109KPC，差不多是35萬(wàn)光年。

形狀近乎圓形，直徑約4900光年，根據(jù)氫的通量計(jì)算，其氫氣體的質(zhì)量約在72萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，隨后其它望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)復(fù)核，質(zhì)量約100萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量。

所以從這些數(shù)據(jù)來(lái)看，它像是一個(gè)孤立的矮星系。

可奇怪的卻是，我們無(wú)法找到它的光學(xué)對(duì)應(yīng)體。

在光學(xué)視角下，云九所在的天區(qū)只有背景星光在默默閃爍。

這令研究人員感到非常的驚訝，同時(shí)也非常的驚喜。

因?yàn)樗姆N種特征與理論預(yù)測(cè)的一種天體--再電離限制氫原子云，高度契合。

這是一類(lèi)無(wú)法孕育恒星的原始?xì)怏w云。

2023年我國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)將這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。

也是從這個(gè)時(shí)候開(kāi)始，云九被全球的天文學(xué)家關(guān)注。

大家都弄想明白，它到底是不是那個(gè)只存在于理論中的預(yù)言天體---原始?xì)錃怏w云。

對(duì)于這個(gè)預(yù)測(cè)，可能我們大部分人還無(wú)法明白它的意義以及它的重要性。

所以我們接下來(lái)改變下頻道，進(jìn)入到星系起源的討論。

這樣大家就會(huì)明白這次發(fā)現(xiàn)的意義。

星系是如何形成的？

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題大家有沒(méi)有概念。

看過(guò)我之前或其它科普的小伙伴可能會(huì)知道一點(diǎn)。

星系是由彌漫在太空中的氫氣體云首先凝聚，組成星系最初的骨架，之后這些凝聚的氫氣體云會(huì)逐漸冷卻坍縮，形成一團(tuán)一團(tuán)高密度的結(jié)塊，這些高密度的結(jié)塊會(huì)再次坍縮，從而孕育恒星、行星，于是便有了我們看到的星系。

但對(duì)于這個(gè)理論，若是深入研究的話(huà)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這里有一個(gè)漏洞。

宇宙最初的時(shí)刻，宇宙中氫的溫度還很高，雖然這時(shí)已經(jīng)脫離了被電離的溫度，但這時(shí)的溫度足以讓它們保持劇烈的運(yùn)動(dòng)，無(wú)法讓它們?cè)谧陨硪ο戮奂揭黄稹?/p>

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是它們太活躍了，跟本靜不下來(lái)。

所以在這個(gè)溫度過(guò)高的時(shí)期，它們又是怎么聚集到一起的呢？

為了彌補(bǔ)這個(gè)漏洞，天文學(xué)家提出了一個(gè)猜測(cè)，暗物質(zhì)可能才是星系形成的關(guān)鍵。

暗物質(zhì)比普通物質(zhì)引力更大，溫度更低。

這些特性讓它們?cè)诟邷貢r(shí)期率先形成了引力束縛團(tuán)塊，也就是現(xiàn)在我們所說(shuō)的暗物質(zhì)暈。

一旦暗物質(zhì)暈形成，它們就會(huì)吸附周?chē)闹刈游镔|(zhì)，比如氫，使得原本四散的它們慢慢聚集。

于是，就有了之后星系的形成。

而事實(shí)上，如今我們也的確觀測(cè)到了暗物質(zhì)暈存在的跡象，比如異常的星系旋轉(zhuǎn)曲線(xiàn)以及引力透鏡的光弧。

所以對(duì)于這個(gè)猜測(cè)，我們可以說(shuō)已經(jīng)得到了驗(yàn)證。

暗物質(zhì)暈對(duì)星系起源的理解到這里應(yīng)該就此畫(huà)上句號(hào)。

但理論卻給我們埋下了一個(gè)伏筆：

暗物質(zhì)暈的確幫助了星系的形成，但也有例外，根據(jù)理論的預(yù)測(cè)，它其實(shí)存在一個(gè)質(zhì)量閾值，超過(guò)這個(gè)閾值，氣體云才會(huì)在暗物質(zhì)暈中慢慢坍縮孕育恒星，最終形成星系；若是低于這個(gè)閾值，氣體云則永是彌散狀態(tài)，無(wú)法坍縮形成恒星。

這類(lèi)無(wú)法坍縮形成恒星的原始?xì)怏w云，我們把它們稱(chēng)為再電離限制氫原子云。

再電離，這是宇宙再電離時(shí)期的含義，這時(shí)正是第一批星系形成的時(shí)期，第一批星系的形成使得宇宙中的中性氫再次被電離，所以被稱(chēng)為再電離時(shí)期，它的出現(xiàn)標(biāo)志著宇宙黑暗時(shí)代的結(jié)束。

限制便是暗物質(zhì)暈的質(zhì)量限制。

所以這個(gè)名稱(chēng)道盡了它的宿命。

說(shuō)白了，它就是一類(lèi)失敗的星系種子，從未發(fā)芽，但卻真實(shí)記錄了暗物質(zhì)暈的塑造過(guò)程。

所以找到這類(lèi)原始的氣體云團(tuán)，才能讓理論更加的完善。

此前，天文學(xué)家也發(fā)現(xiàn)過(guò)不少候選體，可它們與理論預(yù)測(cè)的云團(tuán)屬性都存在偏差。

直到我們利用天眼發(fā)現(xiàn)了云九后。

它的一切屬性都完美契合再電離限制氫原子云的理論預(yù)測(cè)。

所以自發(fā)現(xiàn)起，它便成功引起了天文學(xué)家的注意。

不過(guò)驗(yàn)證它到底是不是再電離限制氫云，除過(guò)氫云的屬性外，最關(guān)鍵的一步就是用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)它到底有沒(méi)有恒星。

于是就有了我們剛開(kāi)始看到的哈勃拍攝的那張照片。

很明顯，在云九所在方位，我們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何可見(jiàn)恒星。

不過(guò)，為了使這次觀測(cè)的驗(yàn)證更加嚴(yán)謹(jǐn)，研究人員還是做了一些模擬。

按照氣體云可孕育恒星的最低條件以及哈勃的觀測(cè)能力，進(jìn)行了模擬，模擬結(jié)果顯示，即便云九中有最少量的恒星形成，哈勃也有能力觀測(cè)到。

哈勃觀測(cè)的結(jié)果沒(méi)有看到恒星，只能說(shuō)明云九就是一團(tuán)純粹的原始?xì)湓啤?/p>

也就是預(yù)測(cè)已久的再電離限制氫原子云。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓預(yù)測(cè)成為了現(xiàn)實(shí)，同時(shí)也完美驗(yàn)證了我們對(duì)暗物質(zhì)暈的理解，這是完善理論關(guān)鍵的一步。

2025年11月這次研究被發(fā)表在了《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。

好了，這個(gè)就是對(duì)云九的解讀。

我是騰寶，一個(gè)熱愛(ài)天文的科普創(chuàng)作者，還希望大家多多關(guān)注與支持。