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“刺穿”了银河系的是什么?

科普小知识2022-03-14 22:33:59
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哈佛-史密森尼天体物理中心的研究员安娜·博纳卡发现,银河系似乎被一个看不见的“黑暗冲击器”撞出了黑洞!

哈佛-史密森尼天体物理中心的研究员安娜·博纳卡发现,我们的银河系似乎被一个我们看不见的“黑暗冲击器”撞出了一个洞!天文学家认为,神秘的撞击器可能不是由普通物质组成的,望远镜也没有直接探测到它。什么事?

1.当恒星落入银河系

4月15日,波纳卡展示了她在美国物理学会(APS)会议上发现的证据:在银河系最长的恒星流GD-1中的一系列洞。恒星流是围绕星系运动的一系列恒星。它们可能是球状星团或矮星系。在星系引力的巨大潮汐作用下(比如这里的银河系),它们被撕裂并向两个方向拉伸,形成恒星流。GD-1中的恒星是很久以前落入银河系的“球状星团”的残余。它们在空中展开形成一条长长的线。一般来说,GD-1恒星流应该是一条平滑的线,除了天文学家认为在这些恒星被撕裂之前,原始的球状星团会有一个缺口。

然而,博纳卡奇怪地发现,在GD-1中还有第二个缺口,而且这个缺口的边缘非常不均匀。博纳卡称之为GD-1的“刺”。整个画面看起来像是恒星流被巨大的东西迅速分解。博纳卡说,他们无法将撞击器与任何观察到的发光物体相匹配,发光物体比恒星大得多,有大约一百万个太阳质量。所以基本上排除了恒星的可能性。

这有可能是一个黑洞吗?博纳卡说,如果这是一个黑洞,它将是我们在银河系中心发现的超大质量黑洞。虽然大多数大型星系似乎只有一个超大质量黑洞在中心,但在银河系中有第二个超大质量黑洞也不是不可能的。然而,如果它真的是由黑洞引起的,那么我们也应该能够观察到其他一些迹象,比如耀斑或吸积盘的辐射。

也有可能是一个发光的物体,在事故发生后逃到了银河系的某个地方。但是这种可能性似乎并不太高,部分原因是这个物体的尺寸太大了。它的直径大约是10到20秒(相当于30到65光年),大约是球状星团的大小。

然而,很难完全排除它是发光物体的可能性,因为要真正理解这一点,研究人员必须知道它在撞击过程中移动的速度。博纳卡说,它可能移动得非常快,但并不像预期的那么重,就像一颗“黑子弹”。或者它可能移动得稍微慢一些,但是它的质量非常大,像一个“暗锤”。如果不知道这个物体有多快,天文学家就无法最终确定它是什么。

2.是暗物质吗?

由于既没有发现一个巨大而明亮的物体撞击了GD-1,也没有任何证据表明银河系中存在第二个隐藏的超大质量黑洞,一个更明显的选择是它可能是一大块暗物质。这一发现为发现真正由暗物质组成的物体带来了新的希望。

目前,我们不知道暗物质是什么。我们能看到的发光物质只是宇宙中物质的一小部分。从星系聚集的方式来看,似乎有非常重的东西聚集在它们的中心,并产生了巨大的引力。

正是因为这个原因,大多数物理学家认为宇宙中还有其他一些物质,一些我们看不见的物质。关于暗物质是由什么组成的有许多不同的观点,但是到目前为止我们还没有直接探测到暗物质。

一个由不可见物质组成的致密球体穿过我们的银河系,为物理学家提供了证明暗物质存在的新想法。这将表明暗物质确实是“巨大的”,正如大多数基于暗物质行为的理论所预测的那样。

如果暗物质真的很大,那么它会聚集并整合成不规则的团块,大致分布在星系中,就像我们在恒星和星云中看到的发光物质一样。其他一些理论认为它们不是大质量的,暗物质均匀分布在星系中。另一种理论认为暗物质根本不存在。

3.绘制银河系地图

博纳卡依靠来自盖亚任务的数据,盖亚任务是欧洲航天局(欧空局)的一个项目,用来绘制银河系中数十亿颗恒星及其在天空中的运动。盖亚为我们提供了GD-1上最好的恒星目录。

博纳卡的观点得到了亚利桑那州多镜望远镜观测数据的支持。MMT清楚地显示了哪些恒星正在向地球移动,哪些正在远离地球。这有助于区分那些真正跟随GD-1的恒星和那些只出现在GD-1附近的恒星。它为我们提供了迄今为止最精确的GD-1图像。这张照片揭示了星河中的第二个缺口,缺口边缘的刺,以及一个以前从未被发现的区域。

博纳卡的发现是独特的。这是一个非常新的发现。它甚至没有在同行评议的期刊上发表过。然而,一旦这一发现公之于众,它就赢得了许多物理学家的钦佩。博纳卡说,将来她想做更多的绘图工作,找到更多类似于被黑暗子弹穿透的洞,她的最终目标是绘制整个银河系的暗物质团块。

参考链接:

[1]

[2]https://absuploads.aps.org/presentation.cfm? PID = 15143

最初的标题:银河系破碎了?什么刺穿了银河系?