众力资讯网

天文学家表示,银河系的心脏可能依靠暗物质,而非黑洞

银河系的艺术表现,其中最内层恒星以接近相对论的速度(定义为速度,通常认为为光速的10%或更高)绕着一个致密的暗物质核心运

银河系的艺术表现,其中最内层恒星以接近相对论的速度(定义为速度,通常认为为光速的10%或更高)绕着一个致密的暗物质核心运动,中心没有黑洞。在更远距离,同一隐形暗物质分布中的晕部分继续塑造星系边缘恒星的运动,描绘典型的旋转曲线。图片来源:Valentina Crespi 等人。

研究提示银河系中心或非超大质量黑洞,而是“超密集暗物质团”

发布机构: 国际天体物理学联合团队(拉普拉塔天体物理研究所、相对论天体物理中心、意大利国立天体物理研究所、哥伦比亚相对论与引力研究组、科隆大学物理系)

一、研究亮点

新理论:将银河系中心的运动规律归因于一种由费米子构成的“暗物质核心”,而非传统的超大质量黑洞(Sagittarius A*,即 Sgr A*)。

统一框架:该暗物质模型在“极短尺度”与“广阔外晕”两端均能解释观测结果,首次实现不同尺度与不同天体轨道的统一解释。

与观测相符:费米子暗物质核心能够产生类似黑洞影子(shadow)的影像,且在恒星轨道、星系旋转曲线及中心星群的观测数据上与黑洞模型无显著差异。

二、核心观点

传统假说认为银河中心的超高速S‑星轨道是由Sgr A*黑洞的引力驱动。

新模型提出:暗物质核心极度紧密、质量庞大,可“伪造”黑洞的引力效果,进而解释S‑星以及被尘埃包裹的G‑源(G‑s) 轨道。

该核心被理论认为被一层广阔而稀薄的暗物质晕包围,二者共同构成一个统一、连续的天体。

三、基于Gaia DR3 的验证

旋转曲线:欧空局 Gaia 观测数据显示银河系外晕旋转曲线出现 Keplerian 降落(即旋转速度下降)。

解释:费米子暗物质晕与传统星盘、球状核质量相结合,可完美解释该降落曲线,支持“更紧凑的晕尾结构”这一费米子模型的核心特征。

四、暗物质核心的影子效应

早期研究(Pelle 等,MNRAS)已证明,当吸积盘照射到该暗物质核心时,核心能投射出与事件视界望远镜(EHT)捕获的 Sgr A* 影子极为相似的暗区。

Valentina Crespi 博士指出:“密集暗物质核心可通过强烈的重力弯曲光线,形成一个中心黑暗区,周围环绕亮环,完全符合 EHT 的观测影像。”

五、模型对比与未来检验

统计对比显示:目前内层星体数据尚不足以区分暗物质核心与黑洞模型,但费米子暗物质模型提供了一个从中心到外部完整的解释框架。

未来观测:

GRAVITY 光学干涉仪(欧洲南方甚大望远镜,VLT)

光子环(photon ring) 这一黑洞特征的独特标记

更高精度的恒星轨道与暗晕旋转曲线数据

六、引言与专家评价

“这是第一次把一个暗物质模型成功地桥接了从中心星体到整个星系旋转曲线的巨大尺度差异,” 研究合著者 Carlos Argüelles(拉普拉塔天体物理研究所)指出。

“我们并不是简单用暗物质取代黑洞,而是提出超大质量中心天体与银河系暗物质晕是同一种连续物质的两种表现,” 研究组进一步解释。

七、意义与前景

若该模型经进一步观测验证,银河系中心的“神秘暗心”可能不再是黑洞,而是极度紧凑的暗物质聚集体,彻底改变我们对宇宙中心天体本质的认识。

勇编撰自论文"The dynamics of S-stars and G-sources orbiting a supermassive compact object made of fermionic dark matter".Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。