候选无星银河云9的图像，来自HiPERCAM（图片来源：Trjuillo等，CC BY 4.0）科学家们比以往更接近确认一个名为“云9”的银河是人类发现的第一颗“无星”或“失败”银河。无星银河是指几乎没有星星，但拥有丰富的气体和尘埃，这些物质通常会成为星星的构建块。无星银河的主要成分是暗物质，这种神秘的“物质”由于不与光相互作用而保持隐形。云9位于距离地球1400万光年的地方，靠近螺旋星系梅西耶94（M94），目前是人类发现的最有希望的无星银河。它包含一个估计质量为太阳100万倍的氢气巨大云团，以及大约500万太阳质量的暗物质。然而，哈勃太空望远镜在今年1月发现，云9几乎不发出星光。“但我们研究最引人注目的方面是云9位置的图像绝对空旷。当你看着一幅达到这样深度的图像时，看到本该包含100万太阳质量的气体的地方什么都没有，确实令人惊讶。”西班牙加纳利天体物理研究所的团队负责人伊格纳西奥·特鲁希略告诉Space.com。“宇宙中的大多数物体至少会留下某些光的痕迹。云9没有。这种沉默在某种程度上是我们能获得的最有说服力的结果。” 在寻找失败的银河特鲁希略解释，尽管云9拥有足够的原材料构建一个小银河，但它似乎从未形成任何重要的恒星群。“这种组合——气体而没有星星，处于相对正常的环境——使它成为理论上所称的‘暗’或无星银河最有说服力的候选者之一。”特鲁希略补充说。“这一概念在理论上已被预测数十年，但观察确认的案例仍然难以捉摸。”“困难显而易见：如果没有星星，就没有可探测的可见光，找到这样的物体的唯一方法是通过他们的气体发射—通常是观测到的中性氢在射电波长下—结合极其深的光学成像，以排除任何微弱的恒星成分。” 无星银河云9的特写（图片来源：Trujillo等）特鲁希略及其同事使用世界上最大的光学望远镜——加那利大望远镜上的HiPERCAM相机对云9进行了调查。这使他们获得了云9区域有史以来拍摄的最深图像，深度约是之前任何光学成像的十倍。“老实说，我们在仅2.36小时的集成中通过HiPERCAM达到的深度非常引人注目，”特鲁希略说。他们所看到的无疑关于这座银河的性质。“结果很明确：我们在与云9相对应的区域内绝对没有探测到恒星发射，”特鲁希略说。“假设存在一种老的、贫金属的恒星群体——这是最难以探测的类型——我们可以设定总体恒星质量的上限仅为16000太阳质量。“云9在我们的观测限制内似乎确实是无星的。”一些银河为什么会“失败？”尽管几个无星银河因这一调查而可能不再完全处于理论领域，但它们是如何形成的仍然是一个谜。然而，科学家们确实对银河如何在不诞生星星的情况下形成有相对清晰的想法。“主要的理论解释涉及弥漫在宇宙中的紫外线背景辐射，”特鲁希略说道。“在再电离时期之后，这种辐射场将低质量暗物质晕中的气体加热到足够高的温度，以致气体不能有效冷却并崩溃形成星星。”研究人员补充说，这一时期的宇宙模拟预测，质量阈值低于约50亿太阳质量的暗物质晕应保持基本无星。“云9的晕质量与这一范围一致。在这一图景中，无星银河不是奇异的异常，而是标准宇宙模型的自然且丰富的预测，”特鲁希略解释道。“挑战仅在于寻找它们。”一种由暗物质和气体主导的暗无星银河的插图。（图片来源：Robert Lea（使用Canva创建））尽管这些结果令人印象深刻，但关于云9是否是无星银河的结论仍有待观察。在科学家们能够坚定地宣布他们发现了第一颗无星银河之前，还需要进一步调查。“在恒星方面，更深的太空成像特别有价值，因为解析单个恒星避免了与弥散光测量相关的许多问题。”特鲁希略总结道。“哈勃已经提供了极端...