天文学家不再追踪光线,转而关注时间本身的节奏,在银河系附近发现了一个巨大暗物质结构的线索。
数十年来,天文学家一直通过寻找"缺失的光"来搜寻暗物质,但这一策略大多以失败告终。如今,一支研究团队尝试了一种截然不同的方法:他们不再仰望星空,而是聆听时间本身。通过分析遥远脉冲星节奏的微小变化,科学家们报告称发现了迹象——一个巨大而不可见的物体正悄然漂移在银河系我们所在的角落附近。
研究作者指出:"通过脉冲星加速数据,我们首次在银河系中识别并限定了暗物质子晕的特性。"若这一解释成立,这将成为迄今最有力的线索,表明暗物质会形成致密团块,且其中一团可能距离我们足够近,足以影响恒星却从不显露踪迹。
从微小时间偏差到暗物质线索
研究人员没有试图直接观测暗物质,而是提出了一个更简单的问题:附近是否存在某个沉重的物体,即使它不可见?为此,他们借助了如同宇宙秒表般的脉冲星。这些天体高速旋转,并以惊人的规律性发射无线电脉冲。正常情况下,脉冲间隔几乎不会改变。团队重点关注了一种特殊构型——一颗与伴星相互绕转的脉冲星。这类双星系统的运动规律已被充分掌握,就像行星绕太阳运行的轨迹一样可预测。若无其他干扰,脉冲星信号的到达时间应与理论预测几乎完全吻合。
然而,当科学家分析多年计时数据时,发现了异常:脉冲星信号存在微小偏移,表明该系统正被某个方向牵引。这种效应极其微弱但持续存在,符合引力作用特征而非随机噪声。为排除普通物质的干扰,研究团队扫描了天区中的可见天体(如恒星、气体云),却未找到任何能解释该扰动的对象。在可见物质缺位的情况下,唯一的解释是一团不可见的质量聚集。
通过估算产生此类计时偏差所需的引力强度,团队推断该隐藏物体的质量需达太阳质量的数千万倍。这一质量远超恒星或小型星团的范围,却符合暗物质子晕的理论预测——即一个致密的暗物质团块正静默穿过银河系,距离近到足以影响附近脉冲星,却始终不显露真容。
仅靠引力绘制的不可见图景
若获证实,这一发现可能标志暗物质研究范式的转变。天文学家或许无需再依赖遥远的星系碰撞或罕见的引力透镜事件,而是可以利用散布在银河系各处的脉冲星作为超灵敏引力传感器,在"家门口"探测暗物质。随着时间推移,这种方法将有助于绘制银河系的隐形结构,并检验关于暗物质成分的不同理论。
研究作者表示,这项研究"为探测附近低质量子晕提供了原理验证,对从暗物质本质到星系形成等多个天体物理领域都具有重要意义"。但需注意,脉冲双星数量稀少,微弱的计时效应有时也可能源于尚未被理解的天体物理过程。因此,科学家仍需更多观测和独立信号才能最终确认暗物质子晕的存在。研究团队补充道:"随着直接加速测量数据数量和精度的提升,我们将对银河系暗物质子结构获得更严格的约束。"
该研究已发表于《物理评论快报》期刊。
如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!