哈勃望远镜证实存在RELHIC：一个由暗物质主导的宇宙遗迹云团

天文学家们最近确认了一种前所未有的宇宙结构的存在。这个结构是一个富含氢气、完全没有恒星的气体云团，其引力主导力量来自于暗物质。这个被非正式地称为“Cloud-9”的天体，是宇宙中首个被证实的“再电离限制的H I云”（RELHIC）。这项突破性的发现已在《天体物理学快报》（The Astrophysical Journal Letters）上详细刊载，其基础是分析了美国宇航局/欧洲空间局（NASA/ESA）的哈勃太空望远镜所收集的数据。

Cloud-9 坐落于旋涡星系室女座 M94（Messier 94）的近邻区域，距离地球大约1430万光年。这个奇特现象的初步线索是在2023年通过中国500米口径球面射电望远镜（FAST）进行的一项射电巡天中捕捉到的。随后，美国国家射电天文台的格林·班克望远镜和甚大阵（VLA）进行了后续观测，成功验证了其独特的射电信号特征。最终，哈勃望远镜上的先进巡天相机（ACS）提供了决定性的证据，确认该云团内部完全缺乏恒星，从而确立了其作为未能启动恒星形成过程的“宇宙遗迹”的地位。

从数量上看，Cloud-9 的核心特征引人注目：其中性氢气的直径约为4900光年，氢气本身的质量估计约为一千万个太阳质量。然而，研究人员基于气体压力与暗物质引力之间的平衡计算得出，Cloud-9 的总质量高达惊人的50亿个太阳质量。这一巨大的质量差异明确揭示了暗物质在该结构中占据着绝对主导地位。参与这项研究的科学家团队包括来自太空望远镜科学研究所（STScI）的Gagandeep Anand和Rachel Beaton，以及来自米兰比可卡大学的Alejandro Benítez-Llambay等人。

这项研究的核心科学谜团在于：Cloud-9 理论上拥有足够的氢气来点燃恒星形成过程，但它为何保持了“无星”状态？研究人员认为，Cloud-9 为我们提供了一个罕见的“暗宇宙之窗”，是“失败星系”历史的生动例证。正如Alejandro Benítez-Llambay所指出的，缺乏恒星的现象证实了理论预测，展示了一个“未能形成的原初星系构建模块”。这一发现为宇宙学中的ΛCDM（Lambda-CDM）模型提供了重要的经验支持，该模型预言了在亚星系尺度上存在此类由暗物质主导的无星晕结构。

对于天体物理学而言，这项研究的价值在于，它为科学家提供了一个独特的机会，可以近距离研究一个完全由暗物质支配的结构，而不会受到恒星反馈过程的干扰。Cloud-9 与其他已知的氢气云团不同，它表现出紧凑和近乎球形的形态，这暗示它是一个动态稳定的实体，而非某个破碎星系的残骸。正如AURA/STScI的Andrew Fox所言，通过其中性氢成分来探究暗物质的主导结构，为暗物质物理学开辟了一种全新的研究方法论。