FAST发现了两团神秘的氢云，但没有可见恒星

M51附近的H I分布叠加在Pan-STARRS1 DR1光学图像上。黄色圆圈表示两个RELHIC候选星云的位置：云N和云S。颜色显示H-I柱密度（力矩0）映射。绿色圆圈表示SoFiA识别的其他H I组件。左下角的蓝点代表1.42 GHz的3.24英尺FAST波束（FWHM）。右下角提供了50 kpc的物理比例条（假设距离为8 Mpc）。图片来源：天文学与天体物理（2026年）。DOI：10.1051/0004-6361/202661166

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Shreejaya Karantha）：天文学家在漩涡星系附近发现了两团氢云，几乎没有恒星。这些云是用中国FAST射电望远镜发现的，每朵云的氢含量大约是太阳质量的300万倍，但没有可探测到的光学对应物。它们的性质在8月4日发表在《天文学与天体物理学》杂志上的一篇新论文中进行了阐述。

根据标准的Lambda冷暗物质（LCDM）宇宙模型，结构形成是层级的：先形成小型暗物质晕，然后合并形成更大的晕和星系。但并非所有暗物质晕都被期望成为星系，因为在足够低质量下，有多种过程可以抑制恒星形成。

如果晕的引力势较弱，恒星可能无法形成。如果气体密度和温度不够高，就无法坍缩成恒星。气体可以被紫外线（UV）背景加热，背景辐射由来自宇宙中的类星体和恒星的弥散辐射组成。这导致形成了含有中性氢气但几乎没有恒星的暗物质晕群。

这项由中国科学院国家天文台陈庆泽领导的研究中，研究人员测试了这一想法：一个小型暗物质晕，在宇宙再电离后保留了一些气体，但由于受紫外线加热，气体从未变得足够冷和密度以形成恒星。他们称之为再电离限制H-I云，简称RELHIC。

要被归类为RELHIC，幸存的氢云应当紧凑、大致球形，具有窄的光谱线，速度约为每秒20公里（km/s），并且在光学波段没有探测到的恒星成分。LCDM预测存在大量低质量暗物质晕。到目前为止，只有少数这样的无星云被识别出来。

研究人员寻找了21厘米的射电波长信号——中性氢（H I）的典型特征。他们使用了五百米口径球面望远镜（FAST）的H I观测数据，特别是FEASTS巡天。

他们分析了FEASTS样本中的55个星系，以识别符合氢云条件的天体。整个样本中只有两个天体——Cloud N和Cloud S——符合标准。

它们的氢质量约为300万太阳质量，总晕质量为37亿太阳质量。气体质量与总晕质量之间的高比值与此类系统的理论预测非常吻合。“它们都与RELHIC框架兼容，”团队在论文中写道。

有趣的是，这两个星系都位于M51中心约70–90千秒（228,000至293,000光年）处，M51被称为漩涡星系。他们指出：“鉴于M51是一个知名的相互作用系统，主要关注点是云S和云N是否可能是潮汐碎片。”

研究人员无法完全排除这些云可能是M51系统星系间持续相互作用产生的碎片。需要更高分辨率的无线电观测来确定这些天体是真正的无恒星暗物质晕还是银河碰撞的残余。

陈庆泽等人，《M51星系附近的RELHIC双胞胎候选者》，《天文学与天体物理》（2026年）。DOI：10.1051/0004-6361/202661166