天文学家观测到宇宙中质量最小的黑暗天体 有助于推动暗物质理论发展

摘要:

据美国加州大学戴维斯分校科学家首次通过观测遥远天体引力对光线的微弱扭曲,确认了一个隐藏的质量,其约为太阳质量的一百万倍。这一发现有可能是一个暗物质高密度团块,或是一颗极为微小、失活的星系。研究成果不仅支持现有暗物质理论,也证明了现代技术可以探测极其微小且不可见的宇宙结构。

通过全球性的望远镜系统,天文学家确认了迄今为止已知最小的黑暗天体。发现更多此类隐秘质量并揭示其本质,或将有助于科学家进一步排除部分暗物质理论——暗物质被认为占宇宙物质总量约四分之一。此成果已于10月9日发表于《自然天文学》和《皇家天文学会月报》。

该天体不发光,也无有可测辐射;科学家仅依靠观测其引力对附近光线造成的“引力透镜”效应,分析出了其物质含量。这颗微型天体甚至只在大型引力透镜所扭曲的天体光像里,表现为微弱的“夹痕”,如同哈哈镜上的一处小瑕疵。

“在如此遥远的位置能观测到如此低质量的天体,非常了不起。”加州大学戴维斯分校物理与天文学系教授Chris Fassnacht(研究合作者)表示。“发现这种低质量天体对于研究暗物质本质至关重要。”

该新发现天体质量约为太阳的一百万倍,真实身份尚未确定:它可能是目前已知最小的暗物质团块(约此前100分之一),也可能是体积紧致但不活跃的侏儒星系。虽然只通过引力表现被感知,暗物质被认为深刻影响着星系、恒星等可见物质的宇宙结构分布。核心科学问题之一,是暗物质能否以“无恒星团块”的方式存在;若能证明或否定,将有助于修正当前关于暗物质的理论。

科研团队利用了包括美国西弗吉尼亚州的格林班克望远镜(GBT)、哈威夷的甚长基线阵列(VLBA)、以及覆盖欧洲、亚洲、南非、波多黎各的欧洲甚长基线干涉网(EVN)在内的多台射电望远镜,将地球化身为一个超级望远镜,以捕捉微小黑暗天体造成的细微引力透镜信号。

该天体质量相比类似探测对象低百倍,展示出该技术未来有望发现更多此类天体。“根据数据敏感度,我们预计至少会发现一个暗物体,因此本次发现与当前的‘冷暗物质理论’一致,该理论支撑着大部分星系形成机制。”德国马克斯·普朗克天体物理研究所(MPA)首席作者Devon Powell说,“现在我们要看能否发现更多这样的暗天体,以及它们的数量是否仍与理论模型相符。”

科研团队正继续分析数据,以进一步确定该黑暗天体的具体性质,并在其他天空区域搜索类似的暗天体样本。

编译自/ScitechDaily

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