发现银河系高速云团：潜在暗星系的探索之旅

时间：2025年4月19日

来源：SCIENCE ADVANCES

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为解决高速云团（HVCs）起源不明的问题，研究人员对 HVC AC-I 中的致密气体团块开展研究。结果发现 AC G185.0 - 11.5 这一具有盘状星系特征的天体，其可能是罕见的暗星系。该研究有助于揭示 HVCs 起源，为星系形成模拟提供依据。

在浩瀚的宇宙中，高速云团（HVCs）一直是天文学家们关注的神秘天体。HVCs 是由中性氢（H_I）组成，其运动速度偏离银河系的一般旋转运动。目前，HVCs 的起源仍然是个谜，主要原因在于难以确定它们的距离，且缺乏其他合适的识别方法。这一谜题不仅阻碍了我们对银河系气态环境和恒星形成率的深入理解，也让我们对宇宙中星系的演化过程认识不足。为了揭开 HVCs 起源的神秘面纱，研究人员展开了一项意义重大的研究。

研究人员聚焦于 HVC AC-I 中的一个致密气体团块。通过一系列观测和分析，他们发现了一个名为 AC G185.0 - 11.5 的天体，它展现出典型盘状星系的特征。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：利用五百米口径球面射电望远镜（FAST）对气体团块进行高分辨率的 H_I观测，获取其详细结构和运动信息；借助盖亚（Gaia）数据和其他相关星表，通过对恒星光谱的分析来确定 AC G185.0 - 11.5 的距离；运用 3D 倾斜环星系盘模型（^3DBAROLO）对其进行运动学分析，探究其旋转特性。

研究结果

气体团块特性：研究人员利用 FAST 对 HVC AC-I 中相对高柱密度的气体团块进行观测。发现该团块呈现出紧凑的球状结构，其峰值柱密度约为 3.8×10²⁰ cm^-2，远超典型紧凑 HVCs，与本星系群（LG）中气体丰富的矮星系相当。其整体 H_I轮廓也显示出与其他 HVCs 和已知星系的差异，表明它具有独特的性质。
旋转结构确认：通过对速度场、速度通道图和位置 - 速度（PV）图的分析，发现该团块存在一致的速度梯度，且 H_I气体发射随速度沿团块主轴变化，PV 图呈现出典型盘状星系的 S 形结构。综合这些证据，研究人员高度确信 AC G185.0 - 11.5 是一个盘状星系。
距离和质量测定：利用巴德 - 图利 - 费舍尔（BTF）关系，研究人员计算出 AC G185.0 - 11.5 的总重子质量（M_bary）为 1.5^+4.8_-1.1×10⁸ 太阳质量（M_☉），并据此估计其距离为 277.7^+291.3_-141.6 kpc，这表明它位于本星系群内。此外，研究人员还估算了其动力学质量（M_dyn），得出M_dyn/M_bary的比值，显示该星系中暗物质占主导地位。
分子气体和光学对应体的缺失：在对 AC G185.0 - 11.5 的观测中，研究人员未检测到分子气体（以一氧化碳（CO）为示踪），也未发现其光学对应体。这表明该星系可能缺乏恒星形成，进一步支持了它可能是暗星系的推测。

研究结论与讨论

研究人员通过对 HVC AC-I 中 AC G185.0 - 11.5 的研究，确定了其盘状星系的特征，并估算了其距离和质量。该星系缺乏分子气体和光学对应体，且暗物质占主导地位，这一系列特征使其成为潜在暗星系的有力候选者。这一发现意义重大，不仅为研究 HVCs 的起源提供了重要线索，也为宇宙学中星系形成的模拟提供了更准确的初始条件和物理参数。此外，该研究还有助于解决本星系群中低质量矮星系数量与理论预测不符的 “缺失卫星问题”。未来，对 AC G185.0 - 11.5 以及其他类似天体的进一步研究，将加深我们对暗星系和星系演化的理解，推动宇宙学研究的发展。该研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上，为相关领域的研究开辟了新的方向。