右側的 Uma3/U1 是隱藏在深空圖像（左圖）中的一個恒星束縛集團。版權：加拿大 - 法國 - 夏威夷望遠鏡（CFHT）/S. Gwyn/S. Smith

如何區分星系和普通星團？聽起來很簡單？星系是包含數百萬或數十億恒星的龐大集合體，而星團僅有數千顆恒星。但若是抱著這種想法，你可拿不到天文學博士學位！事實上，星系和星團之間的界限并不總是涇渭分明。UMa3/U1就是典型案例。

區分仙女座星系和銀河系這樣的星系很容易。它們體積龐大，受引力緊密束縛，且由暗物質主導。分辨昴星團這樣的星團也很簡單，它們是不含暗物質的松散恒星團。但對于一種被稱為超微弱矮星系（UFDs）的小型矮星系而言，這條分界線卻變得模糊起來。

超微弱矮星系（UFDs）由暗物質主導。以銀河系為例，其質量約85%為暗物質。而一個超微弱矮星系所含暗物質可達發光物質的千倍以上，這正是它們如此黯淡的原因。由于這類星系通常包含宇宙中最古老的恒星，天文學家熱衷于通過它們探尋星系起源的線索——這也將我們的目光引向了UMa3/U1星系。

就連其命名本身便暗藏玄機。若該天體確屬矮星系，按照慣例應命名為"大熊座III星系"——畢竟它是大熊座內新發現的衛星星系。但若實為古老星團，則需采用"UNIONS 1"的編號（因其由紫外近紅外光學北天巡天項目發現）。若最終確證為星系，它將成為人類迄今發現的最小且暗物質占比最高的星系；而若判定為星團，這個約110億歲高齡的天體則將刷新已知最古老星團的紀錄。

UMa3/U1堪稱宇宙中的"袖珍奇跡"。其直徑僅20光年，包含約60顆恒星，可見物質總質量不過16倍太陽質量。相較之下，昴星團雖直徑相仿，卻擁有逾千顆恒星及800倍太陽質量。因此，UMa3/U1的核心謎題在于——它是否被暗物質所主宰？

在最新研究中，有研究團隊通過多項測試來區分星團與矮星系。他們首先假設目標為星團，通過觀測可見恒星的動力學特征展開分析。根據已知恒星運動軌跡，該團隊模擬了恒星逃逸所需時長（這一過程被稱為"星團蒸發"）。模擬顯示該星團仍能穩定存在20-30億年——考慮到其預估年齡已達110億年，這一結果強烈表明U1只是一個穩定的普通星團。

相關知識

該團隊應用的第二個測試是人們所熟知的質量函數。這是一張星系團質量隨距離變化的圖。如果它是一個星系團，那么質量應該分布得更均勻，但如果它是一個星系，恒星應該朝中心聚集，這里的數據就不太可信了。可見恒星的分布與星團模型相當吻合。對于一個星系來說，中心恒星大多是白矮星和中子星，但它們亮度太低，目前的觀測手段無法區分它們。

總之，已知證據表明 UMa3/U1 是一個星團的可能性更大，但該團隊指出，還需要對其他 UFDs 進行更多觀測才能得出結論。所幸如維拉魯賓天文臺這些即將投入使用的天文臺，將會及時發現更多比較暗淡的矮星。

星系是由恒星、恒星殘骸、星際氣體、塵埃和暗物質在引力作用下結合在一起的系統。[1][2]該詞源于希臘語（γαλαξ?α?），字面意思是“乳白色”，指的是包含太陽系的銀河系。一個星系平均約有 1 億顆恒星，[3] 數量范圍從不到 1000 顆恒星的矮星[4] 到目前已知最大的星系——擁有 1000 萬億顆恒星的超巨星，每個星系都圍繞其星系的質心運行。一個典型星系中，暗物質形式占據絕大部分質量，只有很小一部分的質量以恒星和星云的形式可見。星系還有一個共同特征就是其中心有超大質量的黑洞。

星系根據其視覺形態可分為橢圓狀、[5]盤旋狀或不規則狀。[6]銀河系是一個盤旋星系。據估計，在可觀測的宇宙中有 2000 億[7] （2×1011） 到 2 萬億[8] 個星系。大多數星系的直徑為 1,000 到 100,000 秒差距（大約 3,000 到 300,000 光年），并且相距數百萬秒差距（或兆秒差距）。這里我們可以做個對比：銀河系的直徑至少為 26,800 秒差距（87,400 光年）[9][a]，與它最近的鄰居仙女座星系相距略高于 750,000 秒差距（250 萬光年）。

BY：universetoday

FY：Astronomical volunteer team

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