质量 银河系中心或许并非是一个超大质量黑洞，而是密度很大的暗物质团
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图片来源：Animation of S2's periapsis. (ESO/M.Kornmesser)
我们想当然地认为在银河系中心有一个超大质量的黑洞，但我们没法儿实地检查。如果在这片神秘区域上还潜伏着别的东西呢？
【 质量|银河系中心或许并非是一个超大质量黑洞，而是密度很大的暗物质团】通过它对其他物体的引力效应，比如围绕银河系中心的恒星等物体的极端轨道，我们部分地推断出一个名为人马座A * (Sgr A*)的超大质量黑洞的存在和性质，这是但如果我们错了呢?
如果它根本就不是黑洞呢?如果它是暗物质的核心呢?根据一项新的和有趣的研究中,这些观察到的星系中心的轨道、轨道速度以及外部区域的星系，可能会更容易解释如果在星系的中心，这是一个核心的暗物质，而不是一个黑洞。
该论文已被MNRAS Letters接受，目前可在预印本服务器arXiv获得。但首先，需要介绍一下这个疯狂假设的背景。
在过去的二十年里，一颗名为S2的恒星的轨道一直是人们密切关注的对象。它围绕银河系中心运行了16年，这是一个长长的椭圆环，是迄今为止广义相对论最极端测试之一的完美实验室。
在之前的研究中，两个独立的团队表明，相对论不仅适用于银河系中心的时空环境，而且结果也与一个质量为太阳400万倍的超大质量黑洞相一致。
然后出现了一个叫做G2的物体。同样在一个长椭圆轨道上，G2在2014年的近心点(即其轨道上最接近公认黑洞的点)出现时做了一些奇怪的事情。它从一个正常的、紧实的物体变成了一个长而伸展的物体，然后又收缩回一个紧实的物体。
这真的很奇怪，G2的性质仍然未知。但无论它是什么，天体的运动在近日点之后似乎表现出了阻力——根据总部位于意大利的国际相对论天体物理中心?Eduar Antonio Becerra-Vergara领导的天体物理学家团队的说法，这与黑洞模型并不完全一致。
研究人员显示,去年，S2和G2符合一种不同的模式, 即使有那种奇怪的后锥体运动:暗物质费米子，别名“darkninos”，质量虽轻但也有分量，不会看到它们陷入一个黑洞，除非至少有100倍的东西。
这将使它仍然作为一个巨大的、密集的斑点停留在银河系的中心，并被其边缘的弥散雾所包围，一直延伸到银河系的范围。
不过，S2和G2并不是绕银河系中心运行的唯一天体。因此，现在研究人员已经将他们的模型扩展到17颗最典型的围绕银河系中心旋转的恒星，即S星。
根据研究人员的计算，在星系中心可能有一个密度很大的暗物质团，在星系边缘变薄，形成弥散的聚集。
正如之前所报道的，暗物质无疑是我们所知的宇宙中最大的谜团之一。这是我们给一种神秘的质量命名，它负责引力效应，不能用我们可以通过其他方法探测到的物质来解释，如恒星、尘埃和星系。
例如，如果星系只是受到正常物质的引力影响，那么它们的旋转速度要比它们应该的快得多;引力透镜效应——大质量物体周围时空的弯曲——比它应有的强度强得多。造成这种额外引力的原因超出了我们的直接探测能力。
我们只知道它对其他物体的引力效应…听起来很熟悉吗?但是活跃的星系核，比如宇宙中最上镜的超大质量黑洞M87*(大约是太阳质量的65亿倍)，似乎更符合黑洞模型。
该团队提出，在一个临界质量之上，一个暗物质团块可以通过引力坍缩成一个超大质量黑洞。这可能有助于解释超大质量黑洞最初是如何产生的，因为我们不知道它们是如何变得这么大的——当然也不知道它们是如何在其应该有时间形成之前，在早期宇宙中出现的。
宇宙中大约80%的物质被认为是暗物质。没有足够的黑洞，超大质量的或其他的，来解释所有这些暗物质，但该团队并没有提出这就是所有物质所在的地方。相反，他们的方法提供了一个暗物质候选者，也可以帮助解释超大质量黑洞的存在。
未来的分析要么同意他们的发现，要么戳破他们发现的漏洞，只能帮助限制这些现象，最终让我们更接近真相。
前瞻经济学人APP资讯组
参考资料：
https://arxiv.org/abs/2105.06301
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