在銀河系附近發現了一個巨大的暗物質團？

它量是年致百，的，更能看到它的話，就會發現它掛在天上的樣子甚至超過太陽和月亮。不過，我們顯然看不到它，因為這片巨大的云由完全不可見的暗物質構成。天文學家在2025年7月的一篇線上預印本文章中認證了這片云。

天文學家認為，從質量角度來說，宇宙中的暗物質遠遠超過普通物質，兩者質量比超過5：1。只不過，暗物質的性質非常神秘，只通過引力昭示自身的存在。模擬宇宙演化過程的多項結果顯示，我們的銀河系不僅被彌散的暗物質“暈”（總質量超過太陽的 1 萬億倍）包圍，而且內部還存在無數個稱為“亞暈”的小暗物質團塊，它們在恒星之間漫游。如果最終得到證實，那么這些暗物質云便是我們第一次在銀河系內部探測到亞暈。要是天文學家能進一步發現更多亞暈，分析它們的大小和分布便有助于我們明確暗物質的性質。

的天體物理學家尼亞耶什·阿夫索爾迪（NiayeshAfshordi）說：“這是新時代的開始，令人激動。”阿夫索爾迪尚不確定有關這些暗物質云的證據是否已經足夠堅實，足以確認這項發現，但他表示，研究團隊使用的技術—追蹤有“天體時鐘”之稱的脈沖星的衰變運動肯定大有可為。“這是全新天文學分支的開端。”阿夫索爾迪希望暗物質云這個新發現只是“冰山一角”。

目前，主流宇宙學理論認為，暗物質是一類重且冷的粒子，有聚集的傾向，通過吸引普通物質塑造了星系的形成方式。這種聚集傾向有助于解釋為什么天文學家總能看到許多大星系周圍存在諸多小的矮星系。這同時可能還意味著，大星系中應該存在大量暗物質亞暈，其質量從數十億倍太陽質量到地球質量不等。如果暗物質粒子是亮且熱的，那么它的聚集性就沒那么強了，小質量暗物質亞暈也應當比較罕見。

天文學家手上的銀河系地圖一天比一天完善，這激勵著他們搜尋暗物質亞暈塑造銀河系的信號。一種頗有前途的方法是檢視受到銀河系引力拉伸、環繞著銀河系盤的“恒星串”。部分恒星串出現了明顯的“斷裂”，就好像有什么看不見的東西穿過一樣。不過，天文學家還不能敲定這種東西就是暗物質亞暈。美國得克薩斯大學奧斯汀分校的天體物理學家麥克·博伊蘭-柯爾欽（MikeBoylan-Kolchin）說：“銀河系是個多少有點混亂的地方。各種各樣的天體都可能穿過這些恒星串。”

全球天文學界都在利用脈沖星尋找超大質量黑洞合并時釋放的宇宙背景引力波

另一方面，位于亨茨維爾的亞拉巴馬大學的天體物理學家蘇坎亞·查克拉巴爾蒂（SukanyaChakrabarti）則和她的同事在脈沖星（恒星爆炸后留下的超高密度遺跡）那兒尋找線索。脈沖星的自轉很快，因而能有節奏（有時頻率可達每秒數百次）地釋放射電脈沖波。這些波會像燈塔那樣掃過地球。

查克拉巴爾蒂團隊的關注重點是與其他脈沖星或恒星成對出現的脈沖星。當脈沖星圍繞其伴星運動時，就會周而復始地靠近、遠離地球，在這個過程中，脈沖星的射電脈沖頻率會波動。研究人員借助這種頻率波動便能極其精準地測量出目標脈沖星的軌道周期，并且追蹤其中的任何變化。查克拉巴爾蒂的團隊利用最早可以追溯到10多年前的脈沖星檔案，測量了27對脈沖雙星的軌道周期是如何逐漸衰減的。按照天文學家的理論預測，像轉動質量體釋放的引力波這樣的已知效應肯定會慢慢縮減脈沖星的軌道。不過，如果脈沖星軌道還有額外的衰減，那可能就意味著脈沖星附近還有一種大質量物質的引力在拉拽它。

27對脈沖雙星中，在天空中同一片區域的幾對顯示出程度類似的異常軌道衰變。查克拉巴爾蒂團隊的計算機模擬結果顯示，有質量相當于大概1000萬個太陽的物質通過引力拉扯著它們。當然，這種物質并不必然是暗物質，同樣可能是密度極高的正常物質，比如恒星或氣體。然而，研究人員仔細梳理歐洲蓋亞衛星繪制的星表（自前最為詳盡的恒星列表）和分子氣體云分布圖后，并沒有發現任何可以解釋前述現象的恒星或氣體。另外，巨大的黑洞也同樣可以解釋脈沖星的額外軌道衰變一但其質量必須超過銀河系中心的那個我們尚未真正探測的超大質量黑洞。查克拉巴爾蒂說：“我們已經查找了所有可以找到的數據資料，我們不知道這些大質量物質究竟是什么，但現在傾向于認為它們很可能是暗物質亞暈。”

其他學者則持懷疑態度。博伊蘭-柯爾欽說：“要想最終認證這項發現，我們還需要花很多時間。”不過，如果查克拉巴爾蒂團隊的想法真的成立，那么即便是第一個人類確證的暗物質亞暈都足以深化我們對暗物質的認識。博伊蘭-柯爾欽表示：“如果查克拉巴爾蒂團隊的猜測成立，那么其模擬結果意味著，暗物質云內部的質量分布是不均勻的。也就是說，這是一種不同尋常的暗物質。我不得不承認，這個現象令人興奮。”

查克拉巴爾蒂則稱，等找到更多合適的宇宙時鐘，并且監測它們更長時間后，便能得到更好的測量結果。值得慶幸的是，全球天文學界都在利用脈沖星尋找超大質量黑洞合并時釋放的宇宙背景引力波。查克拉巴爾蒂團隊完全可以充分利用這個過程中積累的資料。查克拉巴爾蒂說：“有了更多數據，測量精度一定會提高。”

資料來源Science

本文作者丹尼爾·克萊里（DanielClery）是《科學》（Science）雜志派駐英國的高級記者