一项新的研究表明，不可见物质的巨大“无赖波”可能正在扰乱恒星的轨道

独孤一山隙

哈勃太空望远镜拍摄的双喷流星云图像，这是一对双星形成的行星状星云。新的研究表明，暗物质的影响可能会以可检测的方式改变这些恒星的行为。（图片来源：NASA/哈勃）

据美国生活科学网站（保罗·萨特）：一项新的研究表明，在宇宙中漫游的巨大的看不见的暗物质团可能会对双星造成严重破坏，慢慢地将它们撕裂。这些剧烈的影响可能有助于揭示宇宙中最难以捉摸的实体的真实性质。

几十年来，天文学家收集了大量证据，证明暗物质的存在，暗物质是一种不可见的物质，几乎占每个星系质量的85%左右。最初，天文学家认为暗物质可能是一种被称为弱相互作用大质量粒子（WIMP）的新粒子，它只会通过引力和弱核力相互作用。

但是，旨在寻找WIMP漂浮在地球上时的痕迹信号的实验没有发现任何东西，而且WIMP模型在匹配银河系核心内的物质密度方面存在一些困难。正因为如此，科学家们越来越多地寻找一种替代模型，在这种模型中，暗物质粒子非常轻，甚至比已知最轻的粒子中微子还要轻。

在这些模型中，暗物质粒子将比电子轻10亿倍以上。我们从量子力学中知道，所有粒子都具有类似波浪的性质，这通常只能在亚原子实验中检测到。但在这种情况下，暗物质会非常轻，其作用更像太阳系大小或更大的波浪。

最近，中国的一个天文学家团队检查了这个模型，并寻找观测这种暗物质的方法。他们在4月份发表在预印本服务器arXiv上的一篇文章中报告了他们的工作。（该研究尚未经过同行评审。）

超轻暗物质不会像微小的子弹一样在宇宙中嗡嗡作响。相反，它会像一个巨大的、看不见的海洋一样在每个星系周围晃荡。就像海洋可以支撑波浪一样，超轻暗物质的浴也会有自己的振荡。其中一些波可能会捆绑在一起，形成一组相互依存的波，同时保持其形状，称为孤立子。



暗物质（在这张合成卫星图像中用蓝色表示）占大多数星系质量的85%。（图片来源：NASA、ESA、CFHT、CXO、M.J.Jee（加州大学戴维斯分校）和A.Mahdavi（旧金山州立大学））

这些孤立子将是完全看不见的——就像席卷银河系的巨大流氓波，但它们是由如此轻的物质组成的，几乎不会影响周围的环境。但这项新研究背后的科学家发现，孤子的巨大尺寸可以微妙地改变它们周围的引力环境。

孤立子的引力影响非常微弱，以至于银河系中几乎所有的东西都不会受到它们的影响。但是，间隔较宽的双星对只能通过相互引力微弱地结合在一起，因此孤子足够大，可以改变它们的轨道。

研究人员在盖亚最接近太阳的十亿颗恒星目录中确定了所有宽双星对，并对它们进行了标记，以供未来观测。如果双星开始相互漂移，那可能是由于孤子的影响。

该团队发现，通过观察双星的演化，我们可以拥有一个非常灵敏的超轻暗物质探测器——可能比任何设计用于探测这种暗物质的地球实验室都更灵敏。因此，如果双星似乎发生了一些奇怪的事情，我们可能会对暗物质的性质有第一条线索。