暗物質(zhì)子暈質(zhì)量達(dá)太陽百萬倍，或潛藏于銀河系

天文學(xué)家不再追蹤光線，轉(zhuǎn)而關(guān)注時間本身的節(jié)奏，在銀河系附近發(fā)現(xiàn)了一個巨大暗物質(zhì)結(jié)構(gòu)的線索。

數(shù)十年來，天文學(xué)家一直通過尋找"缺失的光"來搜尋暗物質(zhì)，但這一策略大多以失敗告終。如今，一支研究團(tuán)隊嘗試了一種截然不同的方法：他們不再仰望星空，而是聆聽時間本身。通過分析遙遠(yuǎn)脈沖星節(jié)奏的微小變化，科學(xué)家們報告稱發(fā)現(xiàn)了跡象——一個巨大而不可見的物體正悄然漂移在銀河系我們所在的角落附近。

研究作者指出："通過脈沖星加速數(shù)據(jù)，我們首次在銀河系中識別并限定了暗物質(zhì)子暈的特性。"若這一解釋成立，這將成為迄今最有力的線索，表明暗物質(zhì)會形成致密團(tuán)塊，且其中一團(tuán)可能距離我們足夠近，足以影響恒星卻從不顯露蹤跡。

從微小時間偏差到暗物質(zhì)線索

研究人員沒有試圖直接觀測暗物質(zhì)，而是提出了一個更簡單的問題：附近是否存在某個沉重的物體，即使它不可見？為此，他們借助了如同宇宙秒表般的脈沖星。這些天體高速旋轉(zhuǎn)，并以驚人的規(guī)律性發(fā)射無線電脈沖。正常情況下，脈沖間隔幾乎不會改變。團(tuán)隊重點(diǎn)關(guān)注了一種特殊構(gòu)型——一顆與伴星相互繞轉(zhuǎn)的脈沖星。這類雙星系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律已被充分掌握，就像行星繞太陽運(yùn)行的軌跡一樣可預(yù)測。若無其他干擾，脈沖星信號的到達(dá)時間應(yīng)與理論預(yù)測幾乎完全吻合。

然而，當(dāng)科學(xué)家分析多年計時數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)了異常：脈沖星信號存在微小偏移，表明該系統(tǒng)正被某個方向牽引。這種效應(yīng)極其微弱但持續(xù)存在，符合引力作用特征而非隨機(jī)噪聲。為排除普通物質(zhì)的干擾，研究團(tuán)隊掃描了天區(qū)中的可見天體（如恒星、氣體云），卻未找到任何能解釋該擾動的對象。在可見物質(zhì)缺位的情況下，唯一的解釋是一團(tuán)不可見的質(zhì)量聚集。

通過估算產(chǎn)生此類計時偏差所需的引力強(qiáng)度，團(tuán)隊推斷該隱藏物體的質(zhì)量需達(dá)太陽質(zhì)量的數(shù)千萬倍。這一質(zhì)量遠(yuǎn)超恒星或小型星團(tuán)的范圍，卻符合暗物質(zhì)子暈的理論預(yù)測——即一個致密的暗物質(zhì)團(tuán)塊正靜默穿過銀河系，距離近到足以影響附近脈沖星，卻始終不顯露真容。

僅靠引力繪制的不可見圖景

若獲證實(shí)，這一發(fā)現(xiàn)可能標(biāo)志暗物質(zhì)研究范式的轉(zhuǎn)變。天文學(xué)家或許無需再依賴遙遠(yuǎn)的星系碰撞或罕見的引力透鏡事件，而是可以利用散布在銀河系各處的脈沖星作為超靈敏引力傳感器，在"家門口"探測暗物質(zhì)。隨著時間推移，這種方法將有助于繪制銀河系的隱形結(jié)構(gòu)，并檢驗關(guān)于暗物質(zhì)成分的不同理論。

研究作者表示，這項研究"為探測附近低質(zhì)量子暈提供了原理驗證，對從暗物質(zhì)本質(zhì)到星系形成等多個天體物理領(lǐng)域都具有重要意義"。但需注意，脈沖雙星數(shù)量稀少，微弱的計時效應(yīng)有時也可能源于尚未被理解的天體物理過程。因此，科學(xué)家仍需更多觀測和獨(dú)立信號才能最終確認(rèn)暗物質(zhì)子暈的存在。研究團(tuán)隊補(bǔ)充道："隨著直接加速測量數(shù)據(jù)數(shù)量和精度的提升，我們將對銀河系暗物質(zhì)子結(jié)構(gòu)獲得更嚴(yán)格的約束。"

該研究已發(fā)表于《物理評論快報》期刊。

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