首颗银河系外球状星团星流被发现：暗物质测绘开启新纪元

天文学家首次在银河系外发现了一条来自球状星团的恒星流——在1.15亿光年外的超弥散星系UGC 9050-Dw1中，一个球状星团正被潮汐力剥离，形成一条暗淡的恒星轨迹。这项由哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所博士生Julie Kiel Holm和DTU Space副教授Sarah Pearson领导的国际团队的研究成果，于2026年8月发表在《自然》杂志上，为研究遥远星系中的暗物质开辟了全新的途径。

为什么这一发现至关重要

虽然在银河系内部已经发现了数十条球状星团星流（例如GD-1和帕洛马5），但此前从未在任何河外星系中确认过此类结构。这次探测证明，长期以来用于绘制银河系附近暗物质图的星流技术，可以在数百万光年之外的星系中发挥作用。

恒星流是一种动力学上的“冷”结构：它们纤细且连贯的形态对暗物质子晕的引力扰动极为敏感。通过对星流形状进行建模，研究人员可以推断出宿主星系周围暗物质晕的几何形状和团块程度，这在以前对于本星系群之外的星系是不可能实现的。

如何在哈勃档案数据中找到它

这条星流是在哈勃空间望远镜高级巡天相机（ACS）的存档图像中被发现的，这些图像最初是为其他目的拍摄的。研究团队仔细梳理了档案数据，寻找UGC 9050-Dw1周围受扰动形态的迹象——该星系以拥有异常丰富的球状星团而闻名（已识别出约52±12个），并显示出此前相互作用产生的潮汐羽流。团队注意到，从该星系的某个球状星团延伸出一条细长的恒星结构，与潮汐星流的特征吻合。美国西北大学的天体物理学家Catherine Fielder参与了早期对该星系球状星团种群的特征描述工作。

UGC 9050-Dw1是一个超弥散星系（UDG），这类星系表面亮度极低。它拥有异常大量的球状星团——其总光量的大约20%来自这些致密的星团。

恒星流如何追踪暗物质

恒星流的形态——其宽度、曲率以及沿其长度方向上的任何间隙或弯曲——直接编码了它所穿过的引力场信息。如果暗物质是“冷”的且呈团块状，星流就会受到许多低质量子晕的扰动，从而产生独特的间隙和扭结。如果暗物质是热的或具有不同性质，子晕种群就会改变，产生不同的星流形状。通过对UGC 9050-Dw1中观测到的星流进行建模，该团队已经开始在以前不可能的距离上测试暗物质模型。

利用一种称为X-Stream的生成建模方法，该团队直接将动力学模型拟合到星流的形状上，以约束其前身球状星团的质量，并提出了首个基于星流的超弥散星系暗物质晕约束。这项工作表明，UGC 9050-Dw1拥有一个具有特定结构特性的暗物质晕。

即将到来的革命：罗曼、欧几里得和鲁宾

研究团队认为，这次探测仅仅是个开始。即将到来的任务将极大地扩展搜索范围：

• 南希·格雷斯·罗曼空间望远镜（NASA）——凭借其2亿像素的宽场成像仪，罗曼望远镜可以单次拍摄就完成对整个邻近星系的巡天，解析出那些需要数百张哈勃图像才能覆盖的细薄恒星流。罗曼望远镜专门设计用于研究恒星流，预计将在河外星系中发现数十条球状星团星流。NASA的一篇文章指出，罗曼望远镜“将成为首次在银河系外发现纤细恒星流的绝佳工具”。
• 欧几里得望远镜（ESA）——其宽视场光学和近红外巡天将绘制大面积天空的河外星系潮汐特征，与罗曼望远镜更深的定点观测形成互补。
• 维拉·C·鲁宾天文台（LSST）——模拟显示，仅LSST就可以观测到银河系外40-100条球状星团星流中的1000颗或更多恒星。

由欧洲研究委员会资助的BeyondSTREAMS和EXTRADARK等项目已经在为解读这些设施即将产生的海量星流数据，准备所需的理论框架。

这些天文台将共同把已知的少量河外星系星流转变为一个统计样本，从而能够在各种星系类型和环境中进行精确的暗物质测量。