“暗黑撞击者”在银河系刺出孔洞

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原创: 拉菲·勒特泽特  漫步宇宙

在4月15日于丹佛举行的美国物理学会会议上,哈佛-史密森尼天体物理学研究中心的研究员安娜·博纳卡阐述了所谓的“暗黑撞击者”研究发现。这个撞击者在银河系刺出孔洞。由于无法观测到它,这个撞击者不可能由正常物质构成。我们的望远镜尚未直接探测到它的存在,但它一定存在于某个地方。

“暗黑撞击者”在银河系刺出孔洞
地球看到的银河

哈佛-史密森尼天体物理学研究中心的研究员安娜·博纳卡发现了所谓的“暗黑撞击者”证据。这个撞击者在银河系最长恒星流GD-1刺出孔洞。由于无法观测到它,这个撞击者不可能由正常物质构成。我们的望远镜尚未直接探测到它的存在,但它一定存在于某个地方。博纳卡说:“它就像一颗非常致密的子弹。”不过,它的构成仍旧是一个谜。

“暗黑撞击者”在银河系刺出孔洞
迄今为止细节最为丰富的GD-1地图,揭示了第二个缺口和“马刺”(Spur)

恒星流就像是在星系中穿行的“恒星列车”,源头通常是与星系对撞的小规摸星团。GD-1的恒星是一个很久以前坠落银河系的球状星团的残余。在夜空中,GD-1呈现为一条长线。

博纳卡表示正常情况下,恒星流或多或少地呈现为一条线,在银河系的引力拖拽下不断延伸。天文学家一度认为GD-1恒星流只存在一个缺口。这是球状星团最初的所在地。后来,星团的恒星朝着两个方向移动。研究中,博纳卡发现了GD-1恒星流的第二个缺口。这个缺口的边缘参差不齐,被博纳卡称之为GD-1的“马刺”。在不是很久以前,一个巨大天体可能刺穿GD-1,利用巨大的引力将恒星拖在自己身后。形象地说,GD-1曾被一颗尚未被观测到的子弹射穿。


博纳卡在接受《生活科学》杂志采访时表示:“我们无法将撞击者与我们观测到的任何发光天体对应起来。它的质量远远超过一颗恒星,质量可达到太阳的100万倍。没有一颗恒星拥有如此大的质量。因此,我们排除了恒星这种可能性。如果是一颗黑洞,应该是一颗超大质量黑洞,就像我们在银河系中央发现的黑洞。”

博纳卡表示银河系存在第二个超大质量黑洞也并非不可能,但我们尚未发现这个黑洞的线索,例如来自吸积盘的闪光或者辐射。绝大多数大星系的中央似乎都存在不止一个超大质量黑洞。没有可观测的巨大发光天体穿过GD-1,也没有隐藏的银河系第二超大质量黑洞证据,唯一一个显而易见的解释就是巨大的暗物质团。博纳卡表示但这并意味着这个天体100%地由暗物质构成。


“暗黑撞击者”在银河系刺出孔洞
上图为实际观测时获取的GD-1图像。下图为没有撞击者情况下电脑模型的预测

博纳卡说:“它也许是一颗发光天体,但隐藏在银河系的某个地方,躲避我们的探测。”不过,这种可能性不大,原因就在于它的巨大身躯。“我们知道它的跨度在10到20秒差距之间(30到65光年),与一个球状星团的体积相当。”

科学家很难排除撞击者是一颗发光天体的可能性,部分原因在于他们并不知道发生撞击时这颗天体的移动速度。博纳卡表示它可能拥有惊人的速度,但质量并没有预计中的那么大。如果是这种情况,它就像是一颗暗黑子弹。如果移动速度很慢但拥有巨大的质量,则像是一个暗黑锤子。在没有找到这个问题的答案情况下,科学家不可能确定暗黑撞击者的最终归宿。


“暗黑撞击者”在银河系刺出孔洞
上图为实际观测时获取的GD-1图像,下图为电脑模型预测的GD-1与一颗大质量天体(暗黑撞击者)发生交互后的景象

科学家有可能发现一个真正意义上的暗物质天体。目前,科学家尚不知道暗物质的构成。我们的宇宙看似充满发光物质,但这些物质在宇宙物质总量中只占很小的一部分。我们看到的星系仿佛被什么东西捆绑在一起,就好像星系中央存在某种大质量天体,产生巨大的引力。绝大多数物理学家认为宇宙中一定存在某些不可见的物质。对于暗物质的构成,科学家提出了一系列理论,但在地球上进行的任何直接探测暗物质的努力最终都以失败告终。

刺穿银河系的暗黑撞击者是一个由不可见物质构成的致密球。它的存在为物理学家提供了一个新证据,证明暗物质可能真实存在。正如绝大多数理论预测的那样,暗物质可能“扎堆”出现,形成暗物质团。


“暗黑撞击者”在银河系刺出孔洞
暗物质艺术概念图

如果暗物质扎堆出现,它们应集中在不均匀分布于星系的不规则团块,就像发光物质集中于恒星和星云。其它理论并没有将暗物质团块包含在内,认为暗物质的影响在星系内均匀分布。还有的理论认为暗物质根本不存在。

博纳卡的发现“独一无二”,研究论文尚未发表在任何同行评议杂志。在美国物理学会会议上,她的研究发现获得很多物理学家的认可。研究中,博纳卡利用了欧航局“盖亚”卫星获取的数据。“盖亚”项目对银河系的数十亿颗恒星的移动进行测绘,创建了迄今为止最出色的疑似GD-1恒星目录。


此外,博纳卡还使用了亚利桑那州多镜望远镜的观测数据。这架望远镜揭示了哪些恒星朝着地球方向运动,哪些远离地球。这有助于科学家区分恒星,确定哪些与GD-1一起移动,哪些栖身于GD-1身旁。借助多镜望远镜,博纳卡绘制了迄今为止最精确的GD-1图像,进而揭示了第二个缺口和“马刺”的存在。“马刺”是此前未知的一个GD-1区域。

博纳卡表示她希望进行更多测绘,揭示夜空的其它区域是否存在未被发现的撞击者。她的最终目标是对银河系的暗物质团块进行测绘。







网友评论:
之前那个戴森球不是被证伪了吗

本来就没证实是戴森球啊,然后现在也没说就肯定不是戴森球了,只是按照天文学界正常思路先假定它是某种未知天文现象。

这个和戴森球没啥关系啊。

—— 来自 Xiaomi Mi Note 3, Android 8.1.0上的 v2.1.2