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科学家获得首个“无星星系”的新证据。
黑暗的“无星星系”主要由暗物质和气体构成（想像图）。Robert Lea
距离地球约1500万光年的宇宙中，旋涡星系M94的近旁，有一团奇怪的氢云。这个奇怪的云团质量相当于太阳的100万倍，科学家以其为引力示踪器，测得与其共生的暗物质晕质量达到了太阳的500万倍。
理论上，一个拥有如此巨大体量的云团，只要给予足够长的时间，便足以制造出大量的恒星并形成星系。但奇怪的是，这个云团却是漆黑一团，人们在其内部连一颗暗弱的恒星都没有发现。
这个名为Cloud 9的奇怪云团，可能是人类发现的首个“无星星系（starless galaxy）”。
“无星星系”是指几乎没有恒星，却拥有大量气体尘埃的天体结构。虽然没有恒星，但气体和尘埃却是恒星的主要原材料。维系“无星星系”的主要力量来自暗物质。
来自西班牙加那利天体物理研究所的科研团队负责人Ignacio Trujillo表示，宇宙中大多数天体多少会留下光的踪迹，但周边全为相对正常环境的Cloud 9却什么光也没有发出——这不由得使人怀疑它就是传说中的“暗星系”或“无星星系”。
“暗星系”或“无星星系”的概念几十年前就已经被提出，但经观测证实的个例至今依旧很少，且都让人难以捉摸。“暗星系”没有恒星，也就没有可见光可供探测。人们只能通过它们所含气体产生的辐射——通常是在射电波段上观测中性氢，并结合灵敏度极高的光学成像技术，来排除其内部存在哪怕最暗弱恒星的可能。
疑似“无星星系”Cloud 9。Trujillo
研究人员这一次动用了全球最大的光学望远镜——大加纳利望远镜（Gran Telescopio Canarias）上的HiPERCAM相机对Cloud 9进行了深入探究。通过这种方式，他们获得了有史以来深度最高的Cloud 9图像，探测极限达到了之前的大约10倍。最终呈现的Cloud 9内部景象让人屏息难语，这个奇怪云团的本质也开始显现。
研究人员称，结果非常明确，他们在Cloud 9所在的区域探测不到任何恒星辐射。这意味着那里即便真的有恒星，那么以古老的贫金属恒星族群为例，它们的总质量最多也就相当于16000个太阳。也就是说，在当前的观测极限内，Cloud 9内部是无星的。
这一探究使得“无星星系”不再是一个纯理论概念。但“无星星系”究竟是怎么形成的仍然是谜。
“无星星系”又被称为“失败的星系”。可以理解为它是星系的“死胎”。主流理论认为，在经历了“再电离期”之后，弥漫于整个宇宙的紫外背景辐射会加热与低质量暗物质晕共生的气体，使之无法有效冷却凝聚坍缩为恒星。理论上，这一时期暗物质晕质量低于大约50亿个太阳的团块基本上都无法形成恒星。而Cloud 9暗物质晕的质量正在这一范围之内。
研究人员称，“无星星系”并非异常现象，它们在宇宙中大量存在。由于不发光，科学家面临的最大挑战是如何找到它们。
虽然此次研究结果仍不足以明确确认Cloud 9就是“无星星系”，但研究人员无疑又朝着这一目标迈出了一大步。未来灵敏度更高的天基深空成像技术从散射光中分辨单一恒星的能力会更强，因此对确认“无星星系”而言也会更有价值。
科学家获得首个“无星星系”的新证据。Trujillo
参考
Ultra-Deep imaging of the starless galaxy candidate Cloud-9
//arxiv.org/html/2608.20911v1
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