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神秘物质使银河系“穿洞”?专家猜测是暗物质

科普小知识2022-03-23 06:35:41
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神秘物质使银河系“穿洞”?专家猜测是暗物质

根据美国生命科学网站上的一份报告,科学家怀疑一个神秘的“黑暗冲击器”与银河系中的许多洞相撞。我们不能用肉眼观察它。它不能由正常物质构成,但它似乎确实存在。

哈佛-史密森尼天体物理中心的研究员安娜·博纳卡说:“它就像一颗由某种物质制成的高密度子弹。”

4月15日,安娜在丹佛举行的美国物理学会会议上提出了“黑暗冲击器”的证据,指出在银河系最长的恒星流——GD-1中出现了许多黑洞。恒星流是一系列一起穿过星系的恒星。它们通常起源于在星系中碰撞的较小的星团。GD-1中的恒星是很久以前闯入银河系的“球状星团”的残余。它们在空中延伸成一条长长的线。

安娜指出,在正常情况下,GD-1恒星流应该或多或少是一条在银河系引力下延伸的线。天文学家曾经认为,在恒星向两个方向漂移之前,恒星流中会有一条裂缝。然而,GD-1恒星流仍然有第二个边缘参差不齐的裂缝。似乎不久前一些巨大的物体在恒星流中相撞。这个区域被称为“GD-1尖峰”。神秘巨大物体的强大引力正在吸引一些恒星。GD-1恒星流就像被一颗无形的子弹击中。

她说:“我不能把‘黑暗冲击器’描述成我们观察到的任何发光天体,它的质量比任何恒星都大,大约是太阳质量的100万倍。到目前为止还没有发现如此大质量的恒星,因此可以排除恒星的可能性。如果它是一个黑洞,它将是在银河系中心发现的那种超大质量黑洞。银河系中第二个超大质量黑洞的存在并非不可能。我们预计会观察到一些迹象,比如吸积盘或耀斑的辐射,大多数大型星系似乎只有一个超大质量黑洞在中心。”

由于没有巨大而明亮的天体穿过GD-1恒星流,也没有证据表明银河系中隐藏着第二个超大质量黑洞,唯一明显的选择是一大块暗物质撞击GD-1形成许多黑洞,但这并不意味着它100%由暗物质组成。

安妮强调说,它可能是一个发光的天体,隐藏在银河系的某个区域。然而,这似乎不太可能,部分是因为这个物体的体积很大。我们推测它的直径大约是10-20秒(相当于30-65光年),大约是球状星团的大小。

然而,很难完全排除它是一个发光物体,部分原因是研究人员不知道它在撞击过程中移动的速度。它可能跑得很快,但没有预期的那么重。这是一颗真正的黑色子弹。或者它跑得很慢,但是它的质量很大,像一把黑色的锤子。如果这个问题的答案不能被揭示,就不可能确定银河系是如何形成这个神秘的洞的。

然而,仍然很难找到一个真正的暗物质目标。目前,研究人员不知道暗物质是什么。我们的宇宙就像一个发光的物体。我们看到的只是其中的一小部分。星系聚集在一起,好像里面有非常重的东西。它聚集在星系的中心,产生强大的引力。因此,一些物理学家推断宇宙中还有其他肉眼看不见的物质。关于暗物质是由什么组成的,仍然有许多不同的观点,但是直接探测地球上暗物质的各种尝试都失败了。

这个看不见的致密球体穿过银河系,为物理学家证实暗物质的可能存在提供了新的证据,这意味着大多数理论预测的暗物质确实是“巨大的”。

如果暗物质是“巨大的”,那么它会不规则地聚集并分布在星系中,就像我们看到的恒星和星云中的发光物质一样。一些替代理论认为暗物质根本不存在,更不用说“块状”暗物质了,暗物质在星系中均匀分布的现象也不存在。

到目前为止,安娜的发现是独一无二的,没有类似的研究报告发表在同行评议的期刊上。

安娜通过来自欧洲航天局盖亚任务的数据绘制了10亿颗恒星的银河系数和它们的运行条件。她创造了现有的最佳明星记录,包括GD-1明星流中的一些明星。

安娜用亚利桑那州多镜望远镜的观测数据支持了这一观点。望远镜显示哪些恒星正在向地球移动,哪些恒星正在逐渐远离地球。这将有助于区分那些实际上随GD-1恒星流运动的恒星和那些与地球相邻的恒星。这项研究已经产生了迄今为止最精确的GD-1恒星流图像。它揭示了第二个裂缝,“尖峰”和先前未被发现的恒星流区域。

安娜指出,她希望进行更多的测绘工作,以揭示穿过恒星流的天空中一些不可见物体的具体位置。我们的最终目标是绘制整个银河系的暗物质质量图。(叶青城)