理论研究表明，宇宙“超级气泡”可能会使整个星系陷入混乱

何一方88

美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜发现了一个由热的大质量恒星膨胀的气泡。（图片来源：NASA Goddard）

据美国生活科学网站（Paul Sutter）：暗物质和规则物质的世界只有通过引力才能连接起来，天文学家希望太空中被称为“超级气泡”的巨大空洞可能是理解这种联系的关键。

我们的星系和几乎所有其他星系一样，充满了一种被称为暗物质的无形物质。有大量的证据表明暗物质存在——然而，这种难以捉摸的物质的确切性质仍然是一个宇宙之谜。

天文学家迫切希望识别暗物质，他们可以通过观察其对正常物质的引力影响来更多地了解暗物质。但星系是复杂而繁忙的地方，各种相互作用、事件和高能爆炸一直在发生——因此很难将暗物质的影响与正常物质的正常行为区分开来。

现在，爱沙尼亚塔尔图大学的天文学家可能已经找到了一个巧妙的联系点：超级气泡。

正如他们最近提交给《天文学与天体物理学》杂志供同行评审和发表的论文所描述的那样，超级气泡是一种巨大的空腔，被称为超新星的强大恒星爆炸从星际介质中雕刻出来，星际介质是在恒星之间漂移的带电粒子和尘埃的松散部分。

制造一个超级气泡需要不止一颗超新星，但巨星通常是在大的星团中诞生的。他们的寿命往往相似，而且在生命的尽头也往往会爆发在一起。当多颗超新星爆炸时，它们的冲击波在星际介质中形成了一个高密度区域，直径高达数千光年——一个超级气泡。

由于超级气泡的密度略低于周围环境，它在周围区域产生了微小的引力差异。通过对超级气泡及其环境的模拟，研究人员发现，超级气泡内部的引力差异会影响恒星和穿过它们的暗物质，成为减缓这两种物质旋转速度的摩擦源。

研究人员发现，超级气泡的存在会影响恒星和星系的整体自转速率，约为每十亿年4%。在星系的一生中，这可能意味着消耗星系总旋转能量的一半，极大地影响恒星和暗物质的轨道。

但是超级气泡以不同的方式影响暗物质和恒星。超级气泡减缓了暗物质的速度，但没有恒星那么慢——这造成了它们进化的脱节。星系内暗物质的性质——最重要的是它的旋转能量——也会随着超级气泡摩擦的变化而变化，而超级气泡摩擦又以可能被检测到的方式影响暗物质和正常物质之间的引力联系。

这是一条有趣的线索。虽然他们的结果仅基于模拟，但研究人员认为，未来的研究将更好地揭示超级气泡如何被用来解开暗物质和正常物质之间的关系。这将最终使天文学家能够绘制超级气泡附近恒星的位置和速度图，以寻找潜在暗物质行为的迹象。