科学家观测到“暗物质恒星”?_环球今亮点


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参考消息网6月14日报道据美国趣味科学网站5月23日报道,天文学家长期以来一直认为欧洲航天局“盖亚”卫星观测到的一个奇怪恒星系统不过是一颗恒星围绕一个黑洞旋转罢了。但现在,两位天文学家向这种说法提出挑战。他们发现这个证据表明存在一些远比这奇怪的东西:可能是一种前所未见的由不可见暗物质构成的恒星。他们这篇尚未经过同行评议的研究论文4月18日发表在阿奇夫论文预印本网站上。

这套系统本身包含一颗类似太阳的恒星,以及其他一些东西。这颗恒星质量略小于太阳,化学丰度与我们的太阳大致相同。它的神秘伙伴的质量要大得多——约是太阳质量的11倍。两者相距1.4个天文单位并彼此环绕——这差不多是火星围绕太阳运行的距离,完整轨道周期是188天。

那个黑暗的伙伴可能是什么?一种可能性是黑洞。就轨道观测而言,这种解释很说得通,但这种假设面临挑战。黑洞诞生于质量非常大的恒星的死亡,而要出现这种情况,就需要一颗类似太阳的恒星与这样一个庞然大物相伴而生。尽管并非绝无可能,但在这种情景下,需要各种因素进行极高程度的精细调整才能使这样的组合成为现实,才能确保这两个物体相互环绕数百万年之久。

所以,正如研究人员在这项新研究中提出的,那个黑暗的轨道伙伴或许是一种奇异得多的物体。他们表示,它可能是一团暗物质粒子。

暗物质是一种不可见的物质形式,构成了每一个星系的大部分质量。我们对其特征仍缺乏充分可靠的了解。大多数理论模型认为,在每个星系中,暗物质是均匀分布的,但有的模型认为,暗物质会积聚成团。

其中一个模型假设暗物质是一种新的玻色子。玻色子是携带自然力量的粒子。例如,光子是携带电磁力的玻色子。尽管我们只知道粒子物理标准模型中种类有限的玻色子,但原则上没有理由阻止宇宙拥有更多种类的玻色子。

这些玻色子并不携带力,但它们仍会渗透到宇宙中。更重要的是,它们有能力形成更大的团块。其中一些团块可能有整个恒星系统那么大,但另一些要小得多。最小的玻色子暗物质团可能只有恒星大小,而这些假想物体拥有一个新名字:玻色子星。

玻色子星应该是完全不可见的。因为暗物质不与其他粒子或者光相互作用,所以只能通过它们周围受到的引力作用来探测它们——例如是否有普通恒星围绕玻色子星旋转。

这些研究人员指出,玻色子暗物质的一个简单模型可以创造足够多的玻色子星,从而使“盖亚”卫星数据中的这种结果具有合理性。用一颗玻色子星替换人们推定的黑洞就能解释所有观测数据。

虽然不大可能是真的发现一颗玻色子星,但论文作者们仍然要求进行后续观测。最重要的是,这一独特的系统给了我们一个难得的机会来研究强重力的行为,让我们可以考察广义相对论是否站得住脚。其次,如果这是一颗玻色子星,那么这个系统就具备完善的实验设置。我们可以反复调整我们的玻色子星模型,看看它们能在多大程度上解释这一系统的轨道动力学,并利用这些信息窥探宇宙的黑暗角落。

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