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“这片云是通往暗宇宙的窗口，”空间望远镜科学研究所的天文学家安德鲁·福克斯说。“我们从理论上知道，宇宙的大部分质量应该是暗物质，但这种暗物质难以探测，因为它不发光。Cloud-9让我们得以罕见地观测到一个以暗物质为主导的云团。”
尽管星系形态各异，但天文学家认为它们应具备基本成分：恒星、气体以及提供大部分引力的暗物质晕。虽然我们尚未完全了解星系的形成机制，但暗物质晕被认为至关重要。它就像一个无形的引力团，将物质凝聚在一起；我们尚不清楚其成分，因此称之为暗物质——若没有它，宇宙可能会是一片散乱的混沌。
根据星系形成模型，暗物质结构在早期形成，创造出引力口袋，积聚中性氢气（H I）等普通物质，这些物质逐渐致密到足以形成恒星。Cloud-9最初是在中国500米口径球面射电望远镜（FAST）的中性氢巡天中被发现的，距离猫眼光环星系M94不远。
氢气的中性状态很重要；这强烈表明气体相对寒冷、致密且受引力束缚，也未被宇宙中普遍存在的紫外线辐射（大部分由恒星和星系产生）电离。正如天文学家在2023年的论文中指出，这一发现可能是所谓的再电离限制H I云（RELHIC）——一团受引力束缚的中性氢和暗物质，尚未达到恒星形成的阈值。
这类天体在早期宇宙模拟中早已被预测，但极难识别。大多数预计会随时间失去气体，或被误认为碎片或前景云，导致天文学家几乎没有清晰的样本可供研究。然而，FAST的观测不够详细，无法确认其身份。例如，名为FAST J0139+4328的类似云团存在少量恒星的迹象和强烈的旋转信号，这表明它不像RELHIC那样原始。
由空间望远镜科学研究所的天文学家加甘迪普·阿南德领导的研究团队，利用美国国家科学基金会的绿岸望远镜和甚大阵进行后续射电观测，以深入了解中性氢。研究显示，Cloud-9是一个直径约4900光年的致密球状中性氢积聚体，气体质量约为一百万太阳质量，且不旋转。研究人员确定，维持其稳定所需的暗物质质量约为50亿太阳质量。
他们还使用哈勃太空望远镜进行深度光学观测。若云团内存在超过几千太阳质量的恒星，哈勃应能探测到，但结果一无所获。基于观测深度，团队甚至...
“这是一个失败星系的故事，”意大利米兰比可卡大学的天文学家亚历杭德罗·贝尼特斯-利亚姆贝说。“在科学中，我们通常从失败中学到的比成功更多。在这种情况下，没有观测到恒星恰恰证明了理论的正确性。这告诉我们，我们在本地宇宙中找到了一个尚未形成的星系原始构建块。”
其他RELHIC候选体也存在；名为J0613+52的天体可能是其中之一，但其距离难以测定。Cloud-9的特别之处在于它满足所有条件：无恒星、不旋转，且因与M94相关联，我们知道其距离。这使其成为迄今为止最可靠的RELHIC探测案例。未来它可能成为完整星系，但目前是罕见的星系形成遗迹，为我们提供宇宙形成的关键信息。
研究人员总结，该天体可能“属于罕见的RELHIC，位于失败与成功星系形成的边界。无论其最终性质如何，Cloud-9都与迄今为止探测到的任何暗富气源不同。”研究结果已发表在《天体物理学杂志通讯》上。