它的質量相當于數百萬個太陽，跨度達數百光年。它在銀河系的位置離我們如此之近，如果能觀測到，會在天空中顯得比太陽或月球還大。然而，天文學家近日在預印本平臺arXiv報告發現的這片巨大云團，卻由完全不可見的暗物質構成。
一項模擬實驗展示了銀河系（黃色部分）周圍的暗物質分布。圖片來源：德國馬克斯·普朗克天體物理研究所
暗物質的質量被認為是宇宙中普通物質的5倍以上，它僅能通過引力效應顯現存在，其真實本質至今仍是未解之謎。但宇宙演化模擬結果顯示，銀河系不僅被一個質量相當于1萬億個太陽的彌散暗物質“暈”包裹，還包含無數在恒星間穿梭的小型暗物質團塊，即“子暈”。
如果這次發現的暗物質云團得到證實，將成為人類首次在銀河系中探測到子暈。而一旦天文學家能發現更多子暈，它們的尺寸與分布特征或將幫助鎖定暗物質的本質。
“這標志著一個新時代令人激動的開端。”加拿大圓周理論物理研究所的Niayesh Afshordi表示。他認為，目前證明該云團存在的證據尚不足以支撐“發現”的定論，但研究團隊采用的技術——追蹤被稱為脈沖星的“宇宙時鐘”的軌道衰減運動，具有巨大潛力?！斑@是一種新型天文學的起點，希望這個新發現只是‘冰山一角’?！?span style="display:none">ZdB速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
主流宇宙學理論認為，暗物質由質量大、運動速度慢的“冷暗物質”粒子構成。這類粒子易形成團塊，通過吸引普通物質塑造星系的形成過程。這種團塊化特性有助于解釋為何天文學家會在大型星系周圍觀測到眾多小型矮星系。
理論還推測，大型星系中應存在大量暗物質子暈，質量范圍從相當于數十億個太陽到與地球質量相當不等。反之，如果暗物質粒子質量小、運動速度快，即“熱暗物質”，則團塊化程度更低，小型子暈也會十分罕見。
隨著銀河系地圖繪制精度的提升，天文學家開始致力于尋找子暈影響銀河系形態的證據。一種頗有希望的方法是觀測銀河系盤周圍被引力拉伸成星流的恒星群，其中部分星流存在斷裂，仿佛有不可見的天體從中穿過。
美國得克薩斯大學奧斯汀分校的Mike Boylan-Kolchin指出，天文學家尚不能確定這些斷裂一定由暗物質子暈造成?！般y河系的環境本就復雜，存在許多其他天體，它們都可能穿過這些星流?！?span style="display:none">ZdB速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
與之不同的是，美國阿拉巴馬大學亨茨維爾分校的Sukanya Chakrabarti及團隊將目光投向了脈沖星，這種天體是大質量恒星爆炸后留下的超致密殘骸。脈沖星自轉速度極快，會發射出周期性的射電波脈沖，如同燈塔光束般掃過地球，有時每秒可發射數百次脈沖。
研究團隊重點觀測了與其他脈沖星或恒星組成雙星系統的脈沖星。當脈沖星圍繞伴星運行時，會不斷靠近或遠離地球，其射電波脈沖的頻率也會隨之周期性變化，即“多普勒頻移”。這種頻率變化使研究人員能以極高精度測量脈沖星的軌道周期，并追蹤周期的任何變化。
借助超過10年的脈沖星數據檔案，Chakrabarti團隊測量了27個脈沖星雙星系統的軌道周期如何逐漸衰減。理論上，旋轉天體發射引力波會導致軌道逐漸收縮，這是已知效應；但額外的軌道衰減則意味著附近存在大質量天體通過引力拖拽脈沖星。
在27個脈沖星雙星系統中，有少數位于天空同一區域的系統顯示出相似程度的異常軌道衰減。團隊通過建模推測，存在一個質量約為1000萬個太陽的天體，正在對這些脈沖星產生引力拖拽。
普通天體的異常聚集（如恒星或氣體云）可能是原因之一，但研究人員查閱了目前最詳盡的恒星數據庫——歐洲蓋亞衛星的恒星目錄及分子氣體云圖后，并未發現符合條件者。超大質量黑洞也可能導致這種額外衰減，但其質量需超過銀河系中心的超大質量黑洞，且至今未被探測到，因此這一可能性極低。
“我們排查了所有可用數據集。”Chakrabarti表示，“雖然無法完全確定，但我們傾向于認為它更可能是一個暗物質子暈?！?span style="display:none">ZdB速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
科學界對此仍持懷疑態度?！耙屓藗兇_信這是一次確鑿的探測，還需要更多證據?！盉oylan-Kolchin說。他同時指出，如果該發現最終得到證實，即便這是第一個子暈，也能為暗物質研究提供重要線索?！皥F隊的建模顯示，這片暗物質云團的質量分布不均勻，可能指向一種特殊類型的暗物質。這正是最令人興奮的可能性。”
Chakrabarti表示，隨著發現更多“宇宙時鐘”并進行更長時間的監測，團隊的測量精度將進一步提高。幸運的是，全球已有多個研究項目正利用脈沖星探測超大質量黑洞合并產生的引力波背景噪聲，該團隊可借助這些項目的數據開展研究。“未來的數據將大幅提高測量精度?！?span style="display:none">ZdB速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
相關論文信息：https://arxiv.org/abs/2507.16932v1
本文鏈接：天文學家首次發現暗物質構成的巨大云團http://m.sq15.cn/show-11-25352-0.html
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