几十年来，银河系中心附近恒星的运动被视为存在超大质量黑洞的最清晰证据之一。但拉普拉塔天体物理研究所的瓦伦蒂娜·克雷皮博士及其同事提出，一种截然不同的致密天体——由自引力费米子暗物质构成——也能再现相同的恒星运动。根据主流理论，银河系中心的候选超大质量黑洞“人马座A*”是一组被称为S星的恒星轨道的成因，这些恒星以每秒数千公里的惊人速度疾驰">几十年来，银河系中心附近恒星的运动被视为存在超大质量黑洞的最清晰证据之一。但拉普拉塔天体物理研究所的瓦伦蒂娜·克雷皮博士及其同事提出，一种截然不同的致密天体——由自引力费米子暗物质构成——也能再现相同的恒星运动。根据主流理论，银河系中心的候选超大质量黑洞“人马座A*”是一组被称为S星的恒星轨道的成因，这些恒星以每秒数千公里的惊人速度疾驰">几十年来，银河系中心附近恒星的运动被视为存在超大质量黑洞的最清晰证据之一。但拉普拉塔天体物理研究所的瓦伦蒂娜·克雷皮博士及其同事提出，一种截然不同的致密天体——由自引力费米子暗物质构成——也能再现相同的恒星运动。根据主流理论，银河系中心的候选超大质量黑洞“人马座A*”是一组被称为S星的恒星轨道的成因，这些恒星以每秒数千公里的惊人速度疾驰。
克雷皮博士及其合作者提出了另一种观点：特定类型的费米子暗物质（由费米子即轻亚原子粒子构成）可形成独特的宇宙结构，也与我们对银心的认知相符。理论上，这种结构会产生一个超致密的致密核心，周围环绕着巨大的弥散晕，二者共同构成一个统一的整体。银心如此致密且质量巨大，能模拟黑洞的引力作用，既解释了以往研究观测到的S星轨道，也能说明附近被尘埃笼罩的G源天体的轨道。
该新研究特别依赖欧洲空间局（ESA）盖亚探测器第三次数据发布（Gaia DR3）的最新数据，该数据细致绘制了银河系外晕的旋转曲线，展示了远离银心的恒星和气体的轨道情况；观测发现银河系旋转曲线出现放缓（即开普勒下降），结合传统的普通物质盘和核球质量成分，该现象可由他们的暗物质模型的外晕解释。这通过凸显关键结构差异强化了费米子模型：传统冷暗物质晕遵循扩展的“幂律”尾部分布，而费米子模型预测的结构更紧凑，晕尾部也更致密。
“这是首次有暗物质模型成功弥合这些差异巨大的尺度和各类天体轨道，包括现代旋转曲线和中心恒星数据，”同样来自拉普拉塔天体物理研究所的卡洛斯·阿古埃莱斯博士表示，“我们并非只是用暗天体取代黑洞，而是提出超大质量中心天体与银河系暗物质晕是同一连续物质的两种表现形式。”关键的是，该团队的费米子暗物质模型已通过一项重要测试：2024年的一项研究显示，当吸积盘照亮这些致密暗物质核心时，会投射出与事件视界望远镜（EHT）合作组为“人马座A*”成像的阴影特征惊人相似的结构。
“这是关键节点：我们的模型不仅解释了恒星轨道和星系旋转，还与著名的‘黑洞阴影’图像一致，”克雷皮博士说，“致密暗物质核心能模拟阴影，因为它对光线的弯曲作用极强，形成中央暗区周围环绕亮环的结构。”天文学家对费米子暗物质模型与传统黑洞模型进行了统计对比，发现尽管当前内区恒星数据尚无法明确区分两种情况，但暗物质模型提供了统一框架，能解释银心（中心恒星和阴影）及整个银河系。
“来自智利欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜上的GRAVITY干涉仪等仪器的更精确数据，以及寻找光子环（黑洞的关键特征，暗物质核心模型中不存在）的独特信号，将对测试该新模型的预测至关重要，”作者表示，“这些发现的结果可能重塑我们对银河系中心宇宙巨兽基本本质的认知。”