银河系最远星团？还是已知最小星系？

右侧的 Uma3/U1 是隐藏在深空图像（左图）中的一个恒星束缚集团。版权：加拿大 - 法国 - 夏威夷望远镜（CFHT）/S. Gwyn/S. Smith

如何区分星系和普通星团？听起来很简单？星系是包含数百万或数十亿恒星的庞大集合体，而星团仅有数千颗恒星。但若是抱着这种想法，你可拿不到天文学博士学位！事实上，星系和星团之间的界限并不总是泾渭分明。UMa3/U1就是典型案例。

区分仙女座星系和银河系这样的星系很容易。它们体积庞大，受引力紧密束缚，且由暗物质主导。分辨昴星团这样的星团也很简单，它们是不含暗物质的松散恒星团。但对于一种被称为超微弱矮星系（UFDs）的小型矮星系而言，这条分界线却变得模糊起来。

超微弱矮星系（UFDs）由暗物质主导。以银河系为例，其质量约85%为暗物质。而一个超微弱矮星系所含暗物质可达发光物质的千倍以上，这正是它们如此黯淡的原因。由于这类星系通常包含宇宙中最古老的恒星，天文学家热衷于通过它们探寻星系起源的线索——这也将我们的目光引向了UMa3/U1星系。

就连其命名本身便暗藏玄机。若该天体确属矮星系，按照惯例应命名为"大熊座III星系"——毕竟它是大熊座内新发现的卫星星系。但若实为古老星团，则需采用"UNIONS 1"的编号（因其由紫外近红外光学北天巡天项目发现）。若最终确证为星系，它将成为人类迄今发现的最小且暗物质占比最高的星系；而若判定为星团，这个约110亿岁高龄的天体则将刷新已知最古老星团的纪录。

UMa3/U1堪称宇宙中的"袖珍奇迹"。其直径仅20光年，包含约60颗恒星，可见物质总质量不过16倍太阳质量。相较之下，昴星团虽直径相仿，却拥有逾千颗恒星及800倍太阳质量。因此，UMa3/U1的核心谜题在于——它是否被暗物质所主宰？

在最新研究中，有研究团队通过多项测试来区分星团与矮星系。他们首先假设目标为星团，通过观测可见恒星的动力学特征展开分析。根据已知恒星运动轨迹，该团队模拟了恒星逃逸所需时长（这一过程被称为"星团蒸发"）。模拟显示该星团仍能稳定存在20-30亿年——考虑到其预估年龄已达110亿年，这一结果强烈表明U1只是一个稳定的普通星团。

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该团队应用的第二个测试是人们所熟知的质量函数。这是一张星系团质量随距离变化的图。如果它是一个星系团，那么质量应该分布得更均匀，但如果它是一个星系，恒星应该朝中心聚集，这里的数据就不太可信了。可见恒星的分布与星团模型相当吻合。对于一个星系来说，中心恒星大多是白矮星和中子星，但它们亮度太低，目前的观测手段无法区分它们。

总之，已知证据表明 UMa3/U1 是一个星团的可能性更大，但该团队指出，还需要对其他 UFDs 进行更多观测才能得出结论。所幸如维拉鲁宾天文台这些即将投入使用的天文台，将会及时发现更多比较暗淡的矮星。

星系是由恒星、恒星残骸、星际气体、尘埃和暗物质在引力作用下结合在一起的系统。[1][2]该词源于希腊语（γαλαξίας），字面意思是“乳白色”，指的是包含太阳系的银河系。一个星系平均约有 1 亿颗恒星，[3] 数量范围从不到 1000 颗恒星的矮星[4] 到目前已知最大的星系——拥有 1000 万亿颗恒星的超巨星，每个星系都围绕其星系的质心运行。一个典型星系中，暗物质形式占据绝大部分质量，只有很小一部分的质量以恒星和星云的形式可见。星系还有一个共同特征就是其中心有超大质量的黑洞。

星系根据其视觉形态可分为椭圆状、[5]盘旋状或不规则状。[6]银河系是一个盘旋星系。据估计，在可观测的宇宙中有 2000 亿[7] （2×1011） 到 2 万亿[8] 个星系。大多数星系的直径为 1,000 到 100,000 秒差距（大约 3,000 到 300,000 光年），并且相距数百万秒差距（或兆秒差距）。这里我们可以做个对比：银河系的直径至少为 26,800 秒差距（87,400 光年）[9][a]，与它最近的邻居仙女座星系相距略高于 750,000 秒差距（250 万光年）。

BY：universetoday

FY：Astronomical volunteer team

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