在浩瀚宇宙中,天文学家发现了一个特殊的天体——位于梅西耶94星系外围的云9。这个不含恒星的气体云,可能成为迄今为止最原始的宇宙遗迹,为研究宇宙演化提供了全新视角。
云9距离地球约1600万光年,其独特之处在于包含约100万倍太阳质量的中性氢气体,却未探测到任何恒星迹象。通过甚大阵列射电望远镜与哈勃空间望远镜的联合观测,研究人员确认该区域在光学、红外及射电波段均无恒星存在证据。这一发现挑战了传统认知:通常认为足够质量的气体云会在引力作用下坍缩形成恒星,而云9却打破了这一规律。
该发现得益于中国科学家利用五百米口径球面射电望远镜(FAST)对梅西耶94星系开展的系统性巡天。在确认已知卫星星系的同时,FAST探测到多个气体云候选体,其中第九个目标——云9——因其异常特征引发关注。其氢气分布延展超过4000光年,质量却相对较低,与常见的高质量气体云形成鲜明对比。
深入观测显示,云9以约300千米/秒的速度远离地球,与梅西耶94的退行速度完全一致,且距离该星系约25万光年。其强烈的中性氢谱线特征与缺乏恒星的现象形成矛盾,研究人员推测其内部存在质量超过10亿倍太阳质量的暗物质晕,这种结构通常被认为会触发恒星形成。然而,哈勃望远镜的高分辨率成像将恒星质量上限压缩至约1000倍太阳质量,气体与恒星质量比超过400:1,在矮星系中极为罕见。
这一异常现象可能指向宇宙演化中的另一种路径:在宇宙紫外背景辐射的影响下,落入暗物质晕的中性氢气体因难以冷却而保持弥散状态,部分气体被辐射驱逐,最终仅留下少量氢气与巨大暗物质晕共存。这种环境可能抑制恒星形成,使云9成为从大爆炸以来未参与恒星循环的原始物质库。
为排除其他解释,研究团队验证了多种可能性:云9的退行速度与宿主星系精确匹配,排除了其为银河系内高速气体云的假设;其位置与麦哲伦流方向相反,且无法用热平衡状态下的弥散气体云模型解释——后者会在约1000万年内瓦解,远短于云9的实际存续时间。所有证据均支持"再电离时期受限的中性氢云"(REHLIC)模型,即云9是早期宇宙中未受恒星形成干扰的原始气体残留。
未来观测或将揭开更多谜团。更长时间的哈勃望远镜观测或詹姆斯·韦布空间望远镜的红外成像,可能进一步压低恒星质量上限,甚至确认其完全不含恒星。这一发现表明,通过多波段观测设备的协同工作,人类对宇宙的理解正不断突破现有边界。









