天文体因发现个不含恒星的气体云而欢叫不已巴彦淖尔塑料挤出机

天文体此前曾发现过不含恒星的气体云，但云9可能是迄今原始的个，对表露天地演化历史具有进攻启示。

这张图像以品红走漏了位于距今约1600万光年远的梅西耶94星系外围区域中被称为云9的中氢气体探伤成果，访佛在哈勃空间千里镜对该天区拍摄的度光学图像之上。白圆圈标示的区域内迄今未发现任何恒星迹象，但通盘品红区域仍握续存在约100万倍太阳质地的中氢气体。 图片起原：J.德帕斯夸莱（天外千里镜科学征询所）

表面上，天地中不仅存在恒星丰富的星系，还应存在大齐从未坍缩变成恒星的中氢气体云。 此类候选气体云此前已有不雅测发现，但时时质地较大；此外，其中通常包含数十万颗致使多恒星，而对其恒星含量的完结时时较为宽松。 然而，在梅西耶94星系外围发现的云9，却呈现出种特殊情形：其氢气质地约为百万倍太阳质地，里面却未探伤到任何恒星。它大要是咱们迄今所知原始、未受扰动的早期天地作事。

在广阔的天地中，存在着各式尺寸与质地的物资团块。咱们为闇练的大要是像星河系这么的星系：其中包含数千亿倍太阳质地的恒星、为丰富的气体与等离子体，以及过万亿倍太阳质地的暗物资。而在质地小的范例上，泛泛物资云团发生引力坍缩所需的时分长，且坍缩进程也发远程。倘若这些低质地物资团块终发生坍缩，便会变成恒星；而恒星辐射出的能量通常将周围残余的气体终结。但另面，若外部注入足够能量，这些团块也可能恒久法坍缩。

这等于天文体所称的RELHIC意见背后的念念想。

时时处于旋转景象，标明存在个坍缩的盘状结构； 质地时时较，约为亿倍太阳质地或大； 对其中所含恒星数目的下限照管相对较弱，般不会低于格外于十万倍太阳质地的恒星总质地。

但跟着新发现的星气体云云九以及对该同视场进行的度哈勃千里镜成像不雅测，咱们大要已次发现了东谈主类已知的RELHIC。以下是咱们的发现过火科学道理道理。

梅西耶94星系于1781年被发现，是距离地球近且亮堂的星系之，距离仅为1600万光年。其主盘面外围环绕着延展的螺旋结构，现在该星系中大部分恒星正变成于这些区域。 致谢：R杰伊加博尼（黑鸟天文台）

先，让咱们从云九自己运转，探讨它为何是个如斯道理的发现。上展示的是梅西耶94星系：个距离较近、亮度较、质地较大的星系。尽管其范例略小于星河系，但现在已知其周围存在约20个卫星星系，这些卫星星系均含有大齐恒星巴彦淖尔塑料挤出机，且在引力作用下与梅西耶94星系保握不断关系。

然而，这很可能只是冰山角。相配有可能在M94周围还存在多卫星星系，因为对临近星系的分辨率不雅测走漏，每个类似星河系的星系周围时时存在30到100个微型卫星星系。

为搜寻这些疑似存在的特等卫星，征询东谈主员行使全国上大的大地射电千里镜——五百米口径球面射电千里镜（FAST），对梅西耶94星系周围区域开展了系统巡天不雅测。这次不雅测不仅阐发了该星系已知卫星的存在，还通过探伤其中的中氢气体，发现了若干新的卫星候选体。

这张图片展示了现活着界上大的单口径射电千里镜：五百米口径球面射电千里镜（FAST）。该千里镜于2020年建成并参加使用，取代了此前保握记录的阿雷西博千里镜。阿雷西博千里镜在2020年底因结构失而损毁。如今，FAST是同类千里镜中口径大的座。 图片起原：SCJiangWikimediaCommons

大多数被探伤到的气体云对应着大质地的气体：中氢的质地达数千万倍太阳质地致使多。但其中九个由FAST发现的气体云却呈现出大领域延展的中氢散播，其总质地却相对较小，仅约百万倍太阳质地，范例过4000光年。引东谈主阻挠的是，对该区域开展的其他多波段成像不雅测——包括光学、红外及射电波段——均未在该气体云中发现可信的恒星存在把柄。

这引起了无边天文体的意思意思，并促成了项道理的后续时势：不仅使用其他射电千里镜对该区域进行入不雅测，还行使哈勃空间千里镜对其进行度成像。这将使咱们能够判断云9是否确乎是个不含恒星的气体云——在距离咱们1600万光年的情况下，探伤其中是否存在少许恒星已接近咱们不雅测才调的限；或者，它里面其实存在恒星，而初之是以被归类为可能不含恒星的云团，只是是因为早期不雅测数据的质地不够。

该访佛图走漏了位于梅西耶94外围的云九区域，其中红等线表露来自甚大阵列的中氢探伤成果。哈勃千里镜影像主要隐敝图中蓝框标示的区域，但在其一谈不雅测领域内均未发现与该天体位置致的恒星。 致谢：G.Anand等，《天体物理学杂志通信》

这项任务并不像名义看起来那样粗陋。你大要会想：哦，我只需行使质地的不雅测数据，巡逻其中是否能分辨出单颗恒星，若是能够分辨，再结该天体的距离，算出恒星的总质地。

但现实情况要复杂得多。在1600万光年的距离上，这很可能是个暗弱的矮星系，尤其可能属于低名义亮度星系，其恒星因过于黯澹而法被现存千里镜分辨出来。当大地千里镜法在举座天区配景亮度之上探伤到单颗恒星时，这类天体（如云九）所含恒星的总质地便可能被完结在数十万倍太阳质地量。

然而，进入天外后，便不再需要应付大气层及全天亮度的影响。哈勃千里镜的影像能够揭示：在射电数据所指点的氢气密度的同区域巴彦淖尔塑料挤出机，是否存在可探伤到的恒星。若该区域影像中确乎存在恒星，则可通过奏凯不雅测与数值模拟相结的式，断出该区域的举座恒星质地。

这张图片图像展示了哈勃千里镜拍摄的以梅西耶94星系外围云9位置为中心的原始视场，并访佛了甚大阵列不雅测得到的中氢密度散播（以粉走漏）。在该区域的关节不雅测领域内，法分辨出任何恒星。 鸣谢：约瑟夫德帕斯夸莱（天外千里镜科学征询所）

但若是未不雅测到任何恒星，咱们仍可行使这些不雅测和模拟成果，对该区域可能包含的恒星数目设定个上限。如你所见，将甚大阵列射电千里镜的数据访佛在原始哈勃千里镜拍摄的图像上后，所原谅区域并未走漏出存在恒星的迹象。

事实上，云九具备若干特征，使其成为迄今从未变成过恒星的氢气储库的有劲候选者。这些特征包括：

它正以略于300千米秒的速率隔离咱们，这退行速率与梅西耶94换取； 它距离梅西耶94约25万光年； 它展现出强的中氢谱线特征，却未探伤到任何恒星； 而要容纳如斯大齐中氢且不变成恒星，须存在个质地过10亿倍太阳质地的显贵暗物资晕。

你看，若是个暗物资晕中包含中氢气体，那么在孑然的情况下，惟有荟萃在起的质地足够大，表面上就应当能够变成恒星。然而，本日文体将哈勃千里镜的影像数据与其他不雅测而已综分析后，却得以对其中可能存在的恒星群体施加为严格的完结。

哈勃千里镜拍摄的云9周围区域原始图像中，未不雅测到任何恒星存在的迹象。图像底部从左至右次第标示了表面预期中不同质地恒星应产生的信号，其质地领域约为30万倍太阳质地至约1000倍太阳质地；而试验不雅测成果与低质地恒星对应的信号为吻。

行使大地千里镜成像，咱们只可得出其中恒星数目远少于数十万颗这稚子论断，塑料管材生产线而法跨越收紧完结要求。然而，借助哈勃空间千里镜的成像才调，征询东谈主员得以摒除该天体中存在质地达10万、3万、1万乃至3000倍太阳质地的恒星的可能。综分析标明，该天体内所含恒星的总质地至多约为1000倍太阳质地——这数值与该气体云中所含约100万倍太阳质地的中氢气体比较，显得为微弱。

征询东谈主员通过模拟以下进程来细目里面恒星质地的允许领域：

若是咱们领有该领域内的总恒星数目， 那么哈勃数据中所呈现的单颗恒星数目领域应为些许？ 此外巴彦淖尔塑料挤出机，鉴于咱们在哈勃数据中多仅不雅测到1颗出普通配景的恒星，且结咱们对恒星颜与光度的融会，咱们能在多猛进程上摒除较的恒星质地取值？

在天体物理学和粒子物理学域，于5σ显贵水平（该域的黄准）的不雅测成果已摒除了质地过10,000倍太阳质地的恒星存在的可能。质地为10,000倍太阳质地的恒星在99.5置信度（约3σ）下被摒除；而质地约为3000倍太阳质地的恒星则在约95置信度（即2σ）下被摒除。

哈勃天外千里镜不雅测云9在赫罗图（CMD）区域所预期出现的迷漫恒星数目的模拟成果。由于不雅测到的迷漫恒星多仅有1颗，这些模拟成果可格外可靠地摒除恒星质地为10⁵、10⁴⁵和10⁴倍太阳质地的情形。而约10³⁵倍太阳质地（即约3000倍太阳质地）则是与哈勃不雅测成果仍相容的允许恒星质地。 起原：G.Anand等，《天体物理学杂志快报》

通过这详备分析，并结对哈勃数据的目视检查，征询东谈主员理地得出论断：该天体（Cloud9）行使绿岸千里镜不雅测到含有140万倍太阳质地的中氢，但其恒星质地至多仅有约3000倍太阳质地。这意味着其气体与恒星的质地比过4001，在矮星系中属于为忽视的特别值。

时时情况下，会发生的是：

个高大而精良的暗物资晕， 也会吸积大齐气体； 当足够多的气体在某区域荟萃后，便会冷却并发生坍缩； 这种坍缩先变成盘状结构，继而触发恒星的变成； 这些恒星若质地足够大、能量足够，便会将星系中剩余的气体吹出， 终只留住群恒星，嵌于厚的暗物资晕之中。

咱们在临近天地中不雅测到各式矮星系均存在类似样式，包括像塞革1（Segue1）和塞革3（Segue3）这么的星系——它们是临近区域中恒星质地低的星系之，总恒星质地仅罕有百颗太阳质地（致使可能不外千颗太阳质地），但其不雅测到的理会速率（或速率迷漫度）却标明其含有达数十万太阳质地的暗物资。恰是通过将新发现的天体云九（Cloud9）与此前已知且为常见的矮星系进行对比，咱们才能果然坚强到云九的越过之处。

在矮星系Segue1和Segue3中，系数仅存在约1000颗恒星，总质地约为175倍太阳质地；其中Segue3的引力质地却达约60万倍太阳质地。图中已用圆圈标出组成矮卫星星系Segue1的恒星。跟着咱们不时发现小、暗、恒星数目少的星系，东谈主们日益坚强到这类微型星系的广泛，以过火暗物资与泛泛物天赋量比可达到的进程；此类星系的数目可能多达星河系这类星系的约100倍，且暗物天赋量通常过泛泛物天赋量数百倍致使多。 图片起原：MarlaGeha凯克天文台

这是因为咱们对于矮星系所论说的这种轨范故事，与迄今为止发现的大多数矮星系相符。然而，矮星系的演化还存在另种可能的旅途。在此情景下：

你从个暗物资晕运转，大齐中氢落入其中，但由于天地紫外配景辐射（即天地中恒星变成所产生的紫外辐射）的存在，氢气体难以有冷却，因而保握迷漫景象；这种紫外辐射渐渐遣散了暗物资晕里面的部分（致使大部分）氢气体，终仅留住少许氢气储存在个大质地暗物资晕内，其中可能只变成少数恒星，致使未变成恒星。

两年前，格林班克千里镜因操作古怪，恐怕不雅测了片本预定科学蓄意的天区，却由此取得项紧要发现。而后被称作暗原始星系的天体，其氢气质地约为十亿倍太阳质地，却未探伤到任何可见恒星。然而，这些气体确乎在旋转，并呈盘状结构；其总质地之，热烈示意其中应存在恒星，只是现在所用不雅测期间尚法将其分辨出来。

这片星场展示了片尚未发现已知河外天体的天区，但绿岸千里镜在此区域探伤到大齐处于理会景象的中气体，图中可见颜（红蓝）离别表露气体隔离朝向不雅测者理会。这发现可能标志着个暗弱、原始星系的次识别。 起原：好意思国国科学基金会绿岸天文台P.沃斯汀

但云九则是另回事，其物资自天地大爆炸以来，从未参与过任何颗恒星的人命轮回。

若是这情况适用于新近发现并探伤到的Cloud9系统，那将是项为慷慨东谈主心的发现。若是存在配景类星体的光穿过该云团，咱们便可通过接收光谱学来探伤其中是否存在氢、氦，以及是否不含其他元素。若是天地紫外配景辐射正在冉冉电离云团中的氢，咱们应能探伤到隐微而迷漫的辐射线信号，从而揭示其中存在或不存在哪些元素，以及它们的丰采。此外，由于咱们已不雅测到Cloud9里面莫得旋转迹象，因此不错断该系统并未由其泛泛物资变成盘状结构，这也不撑握近期或正在进行的恒星变成行动。

该图展示了星系中恒星质地（横轴，对数坐标）与同星系中中氢气体质地（纵轴，亦为对数坐标）之间的关系。多数斯隆数字巡天（SDSS）星系散播于图右侧的等线区域；而低质地矮星系则对应于右下角绿过火他颜符号的数据点；与云9关系的星系则光显偏离主趋势，其气体与恒星质地比，致使与不含恒星的情形仍相容。 致谢：G.Anand等，《天体物理学杂志快报》

道理的是，近篇对于该系统的论文作家严谨地探求了若干看似理的、针对云九这诠释的替代案。

它是否可能是星河系内出路的速气体云？这可能因云9的退行速率与疑似宿主星系梅西耶94精准吻而被摒除。 云9是否可能属于位于数十万光年以外的麦哲伦流？这并非不成能，但麦哲伦流在天球上的位置与梅西耶94处所向相背。 它是否可能是处于热均衡景象、迷漫于梅西耶94周围闷热电离星系际介质中的中气体云？该模子符多项不雅测特征，但存在个关节矛盾：天地年齿约为138亿年，而握续发生的冲压作用将在约1000万年内瓦解该气体云，即比云9试验存续时分快约1000倍。

系数这些齐指向REHLIC（或称再电离时期受限的中氢云）模子当作诠释云9的把持论。值得把稳的是，将来的不雅测——论是行使哈勃空间千里镜开展永劫分的不雅测，已经借助詹姆斯韦布空间千里镜在长波段上开展精度的不雅测——齐有可能奏凯探伤该天体，从而跨越压低其里面恒星数目的上限，致使阐发其中确乎不含任何恒星。正如天文体中时常出现的情形那样，通过协同使用对不同波段光明锐的多种不雅测拓荒，咱们能够比单依赖某台的拓荒得到为、入的系统信息过火骨子融会。在天文体中，多不雅测天然有意，而各种相通珍藏。

关系常识

气体云是天地中由氢、氦等气体及微量尘埃组成的高大迷漫结构，时时跨度达数十至数百光年。它们密度低，但总质地可格外于数千个太阳。在引力作用下，部分气体云会渐渐坍缩，触发恒星变成进程。不雅测上，气体云常呈现为暗黑斑块（如马头星云）或发光区域（如猎户座大星云），是征询恒星与行星系统发祥的进攻对象。

BY: Ethan Siegel

FY: AI巴彦淖尔塑料挤出机