哈伯望遠鏡證實宇宙中存在由暗物質主導的「RELHIC」原始氣體雲

天文學家們最近確認了一個前所未見的宇宙結構的存在。這個結構是一個富含氫氣的氣體雲，其中完全沒有恆星，卻受到暗物質的強烈支配。這個被非正式命名為「Cloud-9」的天體，是宇宙中首個被證實的「再電離邊界H I雲」（RELHIC）。這項重大發現的細節已刊登於《天文物理學快報》（The Astrophysical Journal Letters）上。能夠達成此項突破，仰賴於分析美國太空總署（NASA）與歐洲太空總署（ESA）的哈伯太空望遠鏡所提供的數據。

Cloud-9 位於螺旋星系M94（梅西耶 94）的鄰近區域，距離地球約 1,430 萬光年。這個奇特現象的初步線索是在 2023 年透過中國的五百米口徑球面射電望遠鏡（FAST）進行的無線電普查中首次捕捉到的。隨後，美國的格林班克望遠鏡（Green Bank Telescope）以及甚大陣列（VLA）進行了後續觀測，成功確認了它的無線電訊號特徵。最終，哈伯望遠鏡上的先進巡天相機（ACS）提供了關鍵性的證據，證實該氣體雲中確實缺乏恆星，從而確立了它作為一個未能啟動恆星形成過程的宇宙遺蹟的地位。

從量化數據來看，這個物體的核心中性氫直徑約為 4,900 光年，其氫氣的質量估計約為太陽質量的 100 萬倍。然而，根據科學家們基於氣體壓力與暗物質重力之間平衡所做的計算，Cloud-9 的總質量高達驚人的 50 億倍太陽質量。這個巨大的質量差異強烈暗示了暗物質在其中佔據了絕對的主導地位。參與這項研究的團隊成員包括來自太空望遠鏡科學研究所（STScI）的 Gagandeep Anand 和 Rachel Beaton，以及來自米蘭比科卡大學的 Alejandro Benítez-Llambay。

科學界的核心疑問在於：為何 Cloud-9 具備了理論上足夠的氣體來點燃恆星形成，卻始終保持著無星狀態？研究人員推斷，Cloud-9 實質上為我們提供了一扇罕見的「暗宇宙之窗」，是「失敗星系演化史」的生動例證。正如 Alejandro Benítez-Llambay 所指出的，恆星的缺失證實了一項理論預測，展現了「一個未能成功形成的原始星系建構單元」。這項發現為宇宙學的 Lambda-CDM 模型提供了重要的實證支持，該模型預測在次星系尺度上存在著這類無恆星的暗物質暈。

這項發現對於當代天文物理學具有極高的價值，因為它提供了一個獨特的機會，讓科學家能夠直接研究一個完全由暗物質主導的結構，並且不受恆星反饋效應的干擾。Cloud-9 與其他已知的氫氣雲有所區別，它展現出緊湊且接近球形的特徵，這表明它是一個動態穩定的實體，而非星系碰撞後的殘骸。來自 AURA/STScI 的 Andrew Fox 提到，能夠透過其可觀測的中性氫成分來探究暗物質的結構，無疑為暗物質物理學開闢了一種全新的研究途徑。