一支國際科研團隊近日宣布，他們通過多臺望遠鏡聯(lián)手觀測，確認發(fā)現(xiàn)了一種前所未見的新型天體結(jié)構(gòu)，并將其命名為“云?9”（Cloud?9）。研究團隊認為，這一結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是一團由暗物質(zhì)主導(dǎo)的巨大氣體云，從未形成任何恒星，可視為宇宙早期星系形成過程遺留下來的“失敗星系”或“化石”。

科研人員指出，云?9可以理解為一座“未完工”的星系：它具備星系形成的基本“積木”，卻因為條件不足而從未真正“點亮”星光。這一發(fā)現(xiàn)為理解“暗宇宙”提供了罕見窗口——在當今宇宙中，暗物質(zhì)被認為主導(dǎo)了大尺度結(jié)構(gòu)的形態(tài)與演化，但往往只能通過引力效應(yīng)被間接推斷。

云?9最初是在三年前一次利用兩臺地面射電望遠鏡開展的巡天觀測中被發(fā)現(xiàn)的，當時它以異常的射電信號引起注意。隨后，科研團隊借助哈勃空間望遠鏡進行后續(xù)成像與觀測，確認該氣體云內(nèi)部完全沒有恒星，同時呈現(xiàn)出緊湊且高度球?qū)ΨQ的形狀，這與普通星系中恒星、氣體、塵?；祀s的結(jié)構(gòu)大不相同。

從分類上看，云?9屬于一種被稱為“電離再復(fù)合受限中性氫云”（Reionization-Limited H I Cloud，簡稱 RELHIC）的天體，主要成分是中性氫氣體，直徑約為4，900光年。通過對其射電輻射的分析，研究人員估算云?9中氣體質(zhì)量約為太陽的100萬倍，而氣體壓強與暗物質(zhì)引力達到平衡，推算其暗物質(zhì)含量約相當于50億個太陽質(zhì)量。

暗物質(zhì)是一種假設(shè)存在但不可見的物質(zhì)形態(tài)，不與電磁輻射發(fā)生相互作用，因此既不發(fā)光也不吸收光，只能通過其對可見物質(zhì)的引力效應(yīng)來“現(xiàn)形”。在當前主流宇宙學(xué)模型中，暗物質(zhì)被視為星系與宇宙大尺度結(jié)構(gòu)“骨架”的關(guān)鍵組成部分，而像云?9這樣的結(jié)構(gòu)則有望直接展示暗物質(zhì)如何塑造氣體云與星系雛形。

云?9位于螺旋星系梅西耶94（M94）外圍，后者距離銀河系約1，600萬光年。有趣的是，早在2008年的一項研究中，M94曾被認為幾乎不含暗物質(zhì)，但最新關(guān)于云?9的結(jié)果則顯示，這一“失敗星系”與M94之間存在某種相互作用關(guān)系，有望推動天文學(xué)界重新審視M94及其周邊環(huán)境的暗物質(zhì)分布。

天文學(xué)家推測，類似云?9的RELHIC很可能遍布宇宙，它們是暗物質(zhì)密度較高但未能吸積到足夠氣體、從而無法點燃恒星核聚變的“夭折星系”。這些“失敗星系”既沒有耀眼的恒星發(fā)光，又遠離大型星系中心，因而長期隱匿在觀測極限之外，如今的確認觀測為系統(tǒng)性搜尋同類天體提供了重要線索。

研究團隊指出，云?9目前似乎處于一個特殊的“平衡區(qū)間”：一方面暗物質(zhì)的引力足以維持氣體云結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，另一方面整體條件尚不足以觸發(fā)大規(guī)模恒星形成。不過，從極長的宇宙時間尺度來看，云?9在未來仍有可能演變?yōu)檎嬲摹靶窍怠保鸩皆杏鲎约旱暮阈侨海皇沁@一步也可能永遠不會到來。

得益于云?9帶來的前所未有的觀測與分析機會，科研團隊計劃發(fā)起新一輪射電巡天，以系統(tǒng)尋找更多類似的“失敗星系”候選體。他們希望，通過對這一類天體的統(tǒng)計研究，進一步揭示暗物質(zhì)如何在宇宙早期搭建星系框架，并推動當前宇宙結(jié)構(gòu)形成理論的修正與完善。