一项新研究表明,暗矮星可能潜伏于宇宙之中。这些理论上近乎永恒的天体,由暗物质湮灭提供能量 。尽管它们很暗淡,但我们仍有办法发现它们。
暗物质被认为弥漫于宇宙,但因其 “暗” 的特性,难以寻觅。它既不反射也不发射光,其存在仅通过与普通物质的引力相互作用来推断。尽管经过数十年搜寻,仍未发现其直接证据。
如今,英美两国的天体物理学家提出,暗物质可能藏身于褐矮星的核心。褐矮星比气态巨行星大,但比恒星小,这些亚恒星天体质量不足,无法启动为恒星供能的核聚变过程,只能作为巨大、暗淡且寒冷的天体在太空中漂浮。
不过,新研究提出,在某些情况下,褐矮星可能演变成更有趣的天体。在暗物质密度较高的区域,这种奇异物质可能在褐矮星核心积聚。如果是特定类型的暗物质,其粒子相互作用产生的能量,能为褐矮星供能。研究团队将这些理论天体称为 “暗矮星”。
夏威夷大学的天体物理学家杰里米·萨克斯坦表示:“这些天体收集暗物质,助力自身成为暗矮星。周围暗物质越多,捕获的就越多。而进入恒星内部的暗物质越多,其湮灭产生的能量也就越多。”
一个假设的可靠性取决于其可测试性,研究人员提出一种天文学家验证暗矮星存在的方法:寻找锂 – 7。由于恒星内部高温,锂 – 7 这种同位素会迅速消耗。但在褐矮星这类较冷的天体中,锂 – 7 能够留存。天文学家已将锂 – 7 的存在作为确认褐矮星的信号。
然而,如果暗物质湮灭产生的额外能量为褐矮星供能,它可能比同等质量的红矮星更大、更亮。所以,若发现类似红矮星却有锂 – 7 特征的天体,就可能发现了暗矮星,进而证实暗物质的存在。
当然,这其中存在诸多 “如果”。其一,暗物质需以特定理论形式存在,即由弱相互作用大质量粒子(WIMPs)构成。WIMPs 是主要候选者之一,除引力影响外,它几乎不与普通物质相互作用,但会与自身相互作用。
WIMPs 是自身的反粒子,意味着两个 WIMPs 接触时,会在能量爆发中相互湮灭。当它...
研究团队称,由于这一过程赋予暗矮星恒定的大小、温度和亮度,暗矮星近乎永恒。不过,如果暗物质以轴子或暗光子等其他形式存在,从外部无法判断它是否在褐矮星内部积聚。
这一切都建立在暗物质存在的基础上,我们归因于暗物质的效应,也可能由其他未知物理现象导致。
尽管如此,提出关于暗物质本质及探测方法的各种想法仍很重要。不同的天文台和实验可寻找暗物质的不同潜在特征,使我们能同时研究多种可能性。
研究人员表示,寻找暗矮星特征的最佳地点是银河系中心,那里暗物质最为密集。该研究已发布在预印本服务器 arXiv 上,并将发表于《宇宙学与天体粒子物理学杂志》。








暗矮星研究有意思,期待更多发现!
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