9400万光年外，中国天眼发现一个神秘的黑暗星系

　　中国天眼
　　我们常听到的伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等等，其实都是电磁波，从本质上来讲，它们的区别就是波长的不同，在我们地球上，大部分来自宇宙的电磁波都会被大气层吸收，只有可见光和一部分无线电波能够几乎不受阻挡地抵达地球表面，而这一部分无线电波，就被称为射电波。
　　相比之下，无线电波的波长比可见光长得多，它们可以轻易地穿过宇宙中的气体、尘埃等星际物质，进而可以传播得更远，因此基于射电波段的观测，非常适合我们研究那些在其他波段下难以观察到的宇宙深空。
　　在世界上众多的射电望远镜之中，位于我国贵州的中国天眼（FAST）可谓是一骑绝尘，该望远镜口径高达500米，能够探测到来自上百亿光年外的微弱信号，是目前世界上最强大、最灵敏的单口径射电望远镜（没有之一）。
　　在中国天眼投入使用后，与之相关的研究成果可以说是一个接一个，这不，一个由中科院天文学家徐金龙带领的研究团队，近日又发布了一个基于中国天眼观测数据的新发现：9400万光年外，出现一个神秘的黑暗星系。研究人员指出，这个星系的总质量约为太阳的51亿倍，却几乎不会发光。
　　你可能会问了，既然如此，那这个黑暗星系又是怎么被发现的呢？其实这是可以解释的。
　　氢元素是宇宙中丰度最高的元素，在宇宙中自然存在的氢原子，通常都是由一个质子和一个电子构成，这样的氢原子也被称为中性氢原子，它们有一个重要的特点，那就是即使在没有吸收外来能量的情况下，它们也会自发地释放出电磁波，所以中性氢原子也被科学家用来作为研究宇宙结构的示踪剂。
　　中性氢原子自发释放的电磁波，其频率约为1420MHz，波长约为21厘米，正是射电望远镜的观测范围，通过对这种电磁波进行持续观测，科学家就可以了解到宇宙空间中某个区域中的中性氢原子的分布以及它们运动状态，据此就可以判断出它们位于哪种宇宙结构之中。
　　中国天眼发现这个神秘的黑暗星系，正是基于这个原理，在此次研究中，研究人员在9400万光年外发现了一大团中性氢原子，在对它们的分布以及运动状态进行仔细分析之后，研究人员给出的结论是：这些中性氢原子所在的宇宙结构是一个处于旋转状态的盘状星系。
　　这个黑暗星系随后被命名为FASTJ01394328，在接下来的研究工作中，研究人员又在其他波段下对其进行了观测，研究结果表明，除了在少部分红外线和紫外线波段下有极为微弱的光线之外，该星系根本就不可见，也就是说，如果没有中国天眼强大的观测能力，我们很可能察觉不到这个星系的存在。
　　（a、b、c、d分别表示在J01394328光学、近红外、近紫外和中红外的观测结果，其中a和b亮点并不是该星系，而是前景恒星）
　　那么问题就来了，FASTJ01394328为什么会如此神秘呢？研究人员认为，这个星系应该主要由暗物质构成，根据该研究团队的估算，FASTJ01394328有大约98的物质都是暗物质，而其他的物质则基本上是气体和尘埃。
　　关于暗物质，相信大家都有一定的了解，简单来讲就是，这种物质在宇宙只会产生宏观的引力效应，而基于电磁波的观测方式却无法发现它们的存在，所以一个合理的推测就是，既然FASTJ01394328的构成物质主要是暗物质，那么它当然就是一个几乎不会发光的黑暗星系了。
　　值得一提的是，这种主要由暗物质构成的小型星系也被称为暗矮星系，在过去的研究中，科学家也曾经发现过疑似暗矮星系的星系，但这些星系都属于大型星系的卫星星系。
　　而此次发现的FASTJ01394328则并不是卫星星系，科学家认为，如果此项研究得到进一步的验证，那就意味着人类首次在宇宙中发现孤立存在的暗矮星系，这将大幅提升我们对宇宙的理解，也将会对天体物理学、宇宙学等许多研究领域产生深远的影响。
　　好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。
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　　参考文献：
　　JinLongXu，MingZhu，NaipingYu，ChuanPengZhang，XiaoLanLiu，MeiAi，PengJiang，Discoveryofanisolateddarkdwarfgalaxyinthenearbyuniverse，arXiv：2302。02646〔astroph。CO〕