一支國際科研團隊近日宣布，他們通過多臺望遠(yuǎn)鏡聯(lián)手觀測，確認(rèn)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(rèn)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(dāng)今宇宙中，暗物質(zhì)被認(rèn)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(yuǎn)鏡開展的巡天觀測中被發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)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(yuǎn)鏡進行后續(xù)成像與觀測，確認(rèn)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(dāng)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(dāng)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(rèn)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(yuǎn)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(rèn)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?，逐步孕育出自己的恒星群，只是這一步也可能永遠(yuǎn)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(dāng)前宇宙結(jié)構(gòu)形成理論的修正與完善。