星系里有恒星,恒星发光,所以看得见。暗星系相反:有氢气,有暗物质,就是点不亮。像夜里开车,雷达上明明有东西,车灯照过去却是空的。
主流模型认为,暗物质先聚成小团块,再合并成大星系。有些小团块质量太小,留不住热气,温度降不下来,恒星点不着。科学家叫它RELHIC,大白话就是“被宇宙再电离限制住的氢气云”。不是不想亮,是真亮不起来。
找它,只能靠氢原子发出的21厘米微弱信号。像黑屋里听见呼吸,就知道有人。信号弱到好比站在北京,想听清上海一个人小声哼歌。耳朵不灵,根本做不到。
徐金龙团队找到的氢云叫J1351+0039。他们反复观测三次。
周围真空。最近星系也在30多万光年外,方圆几十万光年就它自己。没尾巴。有些氢云是被旁边大星系“拽”出来的,会拖潮汐尾;它没有,天生孤立。不旋转。一般星系气体转着圈;它内部运动乱七八糟,随机速度比旋转快得多,没形成稳定盘。温度约1万度,刚好和宇宙紫外背景“和平共处”,说明它没冷下来过,没机会造恒星。
算总账:气体质量是太阳的50万倍,总质量1.3亿倍太阳质量。暗物质占99%以上,恒星为零。
暗星系概念提了几十年。真正确认的只有一例,外加两个“有点像但没坐实”的候选。人类找“幽灵”,基本还在“听说过、没见过”。
美国以前靠阿雷西博领先,但2020年塌了。现在有绿岸望远镜、甚大阵,灵敏度和天眼不是一个量级。欧洲和澳大利亚押注平方千米阵SKA,一期还在建,几年后投入运行,大天区巡天效率会很强。
FAST口径500米,世界最大单口径射电望远镜,灵敏度是阿雷西博的好几倍。这次J1351+0039是“盲巡”扫出来的:不是先知道那里有东西再去看,而是撒网捞上来的。这是真本事。这个候选,是目前最孤立、最干净、最像理论预言的一个。
SKA建成后,分辨率和大天区巡天效率会比FAST更强。FAST优势是灵敏度,但口径大、视场小,做大规模巡天拼图不占优。所以现在是:中国先摸到一手好牌,但比赛还有好几圈。
更长远看,暗星系若被大量确认,会补上星系形成拼图:那些“没长成”的暗物质团块到底有多少、怎么分布,能反过来校准暗物质模型。
但别急着庆功。现在只是候选。先摸到牌,不等于赢。接下来要抢确认、抢样本、抢解释权。天眼这次逮住的不是终点,是一张入场券。
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