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完全孤立、附近没有任何恒星,FAST望远镜发现“暗星系”新候选者

2026-10-18 寰宇科学

一颗恒星都没有!天文学家近日利用中国FAST电波望远镜,发现一个理论上极难发现的候选天体——暗星系。这类星系/云团由大量氢气与暗物质构成,从未诞生恒星,是支持ΛCDM宇宙模型的重要拼图。

根据ΛCDM(LambdaColdDarkMatter)宇宙模型,宇宙结构以分层方式形成:先出现小暗物质晕(DarkMatterHalos),再合并成更大 的晕与星系。该模型也预测宇宙应该存在一些从未形成任何恒星的低质量晕,仅由暗物质主导、包裹著中性氢气,被称为暗星系(DarkGalaxy)或再电离限制性氢云(Reionization-LimitedHICloud,RELHIC)。

虽然理论预测暗星系存在,但它们因为不发光,和幽灵一样难以捉摸,只能通过中性氢气体发出的21厘米谱线(21-cmHydrogenLine)探测,迄今仅有一个RELHIC得到观察证实,即云9号(Cloud-9)。

2026年7~8月间期间,中国科学家利用FAST电波望远镜,于12,000光年外找到另一团极孤立、几乎完全符合暗星系所有理论特征的氢 云团J1351+0039。

这团紧凑氢云周遭100kpc范围无任何可见恒星或大型星系,内部包含约太阳50万倍的中性氢质量,总质量约太阳1.3亿倍,团队深入分析J1351+0039各项物理性质,发现它许多特性都与理论预测的暗星系或RELHIC高度吻合,包括:圆形外观、正速度、与宇宙紫外背景辐射保持热平衡的温度(约10,000K)。

更关键是与靠旋转支撑的盘状星系不同,J1351+0039主要靠自身气体随机运动产生的向外压力支撑,其随机运动速度(约每秒11.6公 里)远大于旋转速度(约每秒4.2公里),表明它可能是逐渐获得角动量的RELHIC。

团队表示,接下来可能需分析韦伯太空望远镜或哈勃太空望远镜拍摄的深空影像,进一步确认J1351+0039是否真正无星。

过去发现的暗星系候选者都位于大型星系附近,很难确定它们到底生而孤独,还是被附近大星系潮汐力剥走恒星,成为只剩下气体的 无星星系,而J1351+0039“完全孤立”,排除潮汐剥离可能性,使其成为目前最干净有力的RELHIC候选者。

J1351+0039是验证ΛCDM宇宙模型重要对象,还可能是从宇宙再电离时期就“冻结”在黑暗的原始气体云,蕴藏宇宙最古老的演化痕迹。