神秘物質使銀河系“穿洞”?專家猜測是暗物質
據美國生活科學網站報導,科學家猜測一個神秘“黑暗撞擊物”在銀河系碰撞出許多洞,我們無法肉眼觀測到,它不可能是由正常物質構成,但它好像的確存在著。哈佛-史密森天體物理中心研究員安娜·博納卡(Ana Bonaca)說:“它像一顆由某種物質構成的高密度子彈。”
4月15日,安娜在丹佛市召開的美國物理學會會議上展示了“黑暗撞擊物”證據,她指出,銀河系最長恆星流GD-1上出現了許多洞。恆星流是一連串恆星一起運行穿過星系,它們通常源自星系中發生碰撞的較小恆星團。GD-1中的恆星是很久以前闖入銀河系的“球狀星團”殘骸,它們在空中延伸成一條長線。
安娜指出,在正常情況下,GD-1恆星流應該或多或少是一條線,在銀河系引力作用下延伸。天文學家曾認為,在恆星流向兩個方向漂移前,恆星流會出現一個裂隙。但是GD-1恆星流還有第二個裂隙,裂隙有參差不齊的邊緣,好像不久前什麼巨大物體碰撞穿過該恆星流,該區域叫做“GD-1刺突”,神秘巨大物體的強大引力牽引著部分恆星,GD-1恆星流就像被一顆無形子彈擊中。
她說:“我無法將’黑暗撞擊物’描繪為我們所觀測到的任何發光天體,其質量遠大於任何恆星,大約是太陽質量的100萬倍。迄今未發現如此大質量的恆星,因此可排除恆星的可能性。如果它是一個黑洞,將是銀河系中心發現的那種超大質量黑洞。在銀河系中存在第二個超大質量黑洞並非不可能,我們期望觀察到一些跡象,例如:來自吸積盤的輻射或者耀斑,並且大多數大型星系中心似乎只有一個超大質量黑洞。”
由於沒有巨大、明亮天體掠過GD-1恆星流,並且也沒有證據表明銀河系中隱藏著第二個超大質量黑洞,唯一明顯的選擇就是一大塊暗物質撞擊GD-1形成許多洞,但這並不意味著它100%是由暗物質構成。
安妮強調稱,它可能是一個發光天體,隱藏在銀河系某個區域。但這似乎不太可能,部分原因在於該天體體積較大。我們推測其直徑大約是10-20秒差距(相當於30-65光年),大約是球狀星團那樣大。
但是很難完全排除它是一個發光物體,部分原因是研究人員不知道它在撞擊過程中移動速度有多快。它可能運行速度非常快,但沒有預想的那麼重,它是一顆真正的黑子彈。或者它可能運行速度非常慢,但質量非常大,就像一個黑錘子。如果無法揭曉這個問題的答案,就不可能確定銀河系如何形成神秘洞。
然而,找到一個真正的暗物質目標仍存在很大難度。目前研究人員並不知道什麼是暗物質,我們宇宙就像一個發光物體,我們看到的僅是其外面的一小部分,星系聚集在一起,就好像裡面有什麼很重的東西,聚集在星系中心,並產生強大引力。因此一些物理學家推斷,宇宙中還有其他一些物質,它們是人類肉眼看不見的。關於暗物質是由什麼構成,仍有許多不同觀點,但是直接探測地球上暗物質的各種嘗試都沒有成功。
這個無形緻密球體穿過銀河系,為物理學家證實暗物質可能真實存在提供新證據,這暗示著暗物質真實是“塊狀”,正如多數理論所預測的那樣。
如果暗物質是“塊狀”,那麼它將不規則聚集,分佈在星系中,很像我們看到恆星和星雲中的發光物質。一些替代性理論認為,暗物質根本不存在,更不會存在“塊狀”暗物質,暗物質均勻分佈在星系的現像也不存在。
到目前為止,安娜的發現是獨一無二的,沒有類似研究報告發表在同行評論期刊上。
安娜通過歐洲航天局蓋亞任務的數據繪製了銀河係數十億顆恆星,及其恆星運行狀況,她製作了現存最好的恆星紀錄,也包括GD-1恆星流的一部分恆星。
安娜利用亞利桑那州多鏡面望遠鏡的觀測數據支持該觀點,該望遠鏡顯示了哪些恆星正在朝向地球方向運行,哪些恆星逐漸遠離地球。這將有助於區分與GD-1恆星流真實移動的恆星,以及那些與地球相鄰的恆星。這項研究繪製出迄今最精準的GD-1恆星流圖像,它已揭曉該恆星流的第二個裂隙、“刺突”和一個此前未被發現的區域。
安娜指出,她希望進行更多的測繪工作,從而揭示天空中一些無形物體穿過恆星流的具體位置,我們最終的目標是繪製出整個銀河系的暗物質團。