【菜科解读】

这张合成图像显示了暗物质、星系和热气体在合并星系团Abell 520核心的分布，该星系团由大质量星系团的剧烈碰撞形成。

图片鸣谢:uux.cn/美国国家航空航天局据生活科学（保罗·萨特）：可能存在一个完全由暗物质构成的看不见的恒星、星云和星系的宇宙。

天文学家现在知道如何寻找它。

简单来说，暗物质就是一个谜。

天文学家有几十个独立的证据，都指向宇宙中存在某种实际上不可见的物质。

它不与光相互作用。

但它确实对正常物质产生了引力影响。

暗物质让星系粘在一起，尽管它们的自旋速率很高，让星团气体保持凝聚，尽管它的温度很高，弯曲了整个宇宙的背景光路径，甚至塑造了宇宙中最大的结构。

尽管有证据表明暗物质的存在，但暗物质粒子的身份仍然未知。

几十年来，宇宙学家假设只有一种暗物质粒子，一个主宰宇宙的单一物种。

但是最近他们开始怀疑暗物质是否会像正常宇宙一样丰富多样。

例如，一些高能物理理论预测，生活在黑暗区域的每一个正常物质粒子都存在一个孪生或镜像。

在这个宇宙愿景中，会有暗电子、暗夸克、暗中微子等等，它们都通过自己的一套基本力相互作用，与我们所知的力完全不同。

这个镜像宇宙将无处不在，但我们完全看不见。

那么我们如何测试这个想法呢？这正是一组天文学家在一篇论文中提出的问题，这篇论文于11月29日发表在预印本数据库arXiv上，尚未经过同行评议。

他们发现，令人惊讶的是，镜像恒星可能会使自己可见，它们看起来与我们在宇宙中发现的任何其他东西都非常不同。

当不同种类的暗物质相互作用、失去能量并聚集在一起时，镜像星就会形成。

这将在一个类似于普通恒星形成的过程中展开，其中氢和氦在引力作用下坍缩，通过光子的发射释放能量，并变得足够致密以形成恒星。

然而，这些镜像恒星会通过自身的自然力相互作用，并发出辐射——尽管是通过释放我们看不见的暗光子。

鉴于暗物质约占每个星系质量的80%，仅在银河系中就可能有数百万甚至数万亿颗这样的暗星。

但至关重要的是，正如作者所意识到的，这些镜像恒星仍然具有引力。

这就是我们最初知道暗物质存在的原因。

任何质量大、相对致密的物体，无论是普通恒星还是镜像恒星，都会受到周围物质的引力吸引。

所以这些镜像恒星会吸引星际介质中漂浮的气体和尘埃。

这些常规物质本身会聚集成作者所说的金块当金块坍塌时，它们会升温并释放出辐射。

这种辐射看起来像是来自一颗普通的恒星，但不是天文学家已经确定的那种类型的恒星。

相反，金块会非常红，因为它们没有正常恒星兄弟姐妹的高温，而且非常暗，因为金块不是很大。

但是宇宙中还有其他小而暗淡的物体，比如白矮星和行星状星云。

作者发现，他们可以根据它们发出的电磁辐射的波长来区分这些金块和白矮星。

如果我们看到看起来像暗淡的白矮星，但它有错误的光谱，它可能只是一个位于镜像恒星中心的正常物质块。

此外，这些块状物会发出典型行星状星云中没有的波长的光。

研究显示，虽然镜像宇宙的想法是非常假设的，但它是一个可真实测试的科学想法。

如果存在镜像恒星，那么它们的心中可能有金块，通过足够敏感和大规模的调查，我们可能会找到它们。

银河系内或存数百个隐形“流浪黑洞”

科学家还发现一旦宿主星系有足够大的质量，那么该天体系统附近的"流浪黑洞"就无法逃脱，而且通过黑洞合并的途径还可能增加中央超大质量黑洞的质量。

此外，科学家还提出了一种方法，即弓形激波法来寻找"流浪黑洞"，这是因为"流浪黑洞"通过诸如银河系气体盘时会产生高速冲击，并释放出射电波，类似于超音速飞机产生的音爆，这种方法可以探测到哪些看不见的"流浪黑洞"。

　　科罗拉多大学天体物理学家杰里米·达林认为该方法比较新颖，"流浪黑洞"在吸积其他天体物质时可释放出辉光，这一点和其他黑洞类似，由于"流浪黑洞"不容易被探测到，因此寻找此类天体就变得有些棘手，在我们银河系演化早期，矮星系中遗留的"流浪黑洞"可分布在银河系边缘附近，它们也是宇宙中较早的一批黑洞，对我们研究宇宙演化有着重要意义。

银河系外徘徊数百个流氓黑洞

事实上日前美国哈佛-史密松森天体物理学研究中心的科学家最新研究显示，在宇宙早期星系正在构造时期就存在着数百个超大质量黑洞，很可能就在银河系周围游荡徘徊。

　　尽管这些流氓黑洞可能会吞噬任何接近它的星体，但幸运的是地球是非常安全的，距离地球最近的流氓黑洞也至少有数千光年之遥。

目前天文学家正在定位这些黑洞的位置，同时这项研究也将提供银河系形成的重要线索。

　　负责这项研究的是哈佛-史密松森天体物理学研究中心的赖安-奥利瑞(Ryan O’Leary)和阿维-罗卜(Avi Loeb)，罗卜说："这些黑洞包含着银河系历史阶段的残骸物质，可以这样说，我们是考古学家，通过分析研究这些黑洞将揭示银河系过去的历史，以及早期宇宙阶段黑洞的形成历史。

"依据这项研究的理论，流氓黑洞起初潜伏在小型、低质量星系的中心，经过数十亿年之后，那些矮星系彼此进行吞并，形成了像银河系这样完全发育的星系。

　　每当两个存在中心黑洞的原星系发生碰撞时，它们的黑洞将合并形成一个，这样的黑洞具有原星系的"残骸"。

在合并过程中，重心引力辐射方向的喷射物将导致黑洞产生反冲后坐力。

这种典型的反弹力将使黑洞超速向外逃溢，其速度足以离开所在的主矮星系，但由于重力作用却不足于完全脱离周边的星系。

最终的结果就是像这样的黑洞徘徊于银河系的外部区域。

　　目前在银河系外部区域存在着数百个流氓黑洞，每个黑洞的质量都相当于可容纳1000-100000个太阳。

这些黑洞很难被探测到，它们一般情况下不可见，除非在吞并和共生过程中。

一种信息透露了流氓黑洞的存在——当黑洞逃溢时矮星系中环绕黑洞的恒星簇出现被拉拽的迹象。

仅有最接近黑洞的恒星被猛拉出来，整个恒星簇变得更加紧凑一些。

　　由于在宇宙中恒星簇的体积非常小，有时也仅有一颗恒星，天文学家必须掌握更多微妙的线索证实其存在和起源。

比如：恒星光谱特征将显示多样性恒星存在着，呈现较宽的光谱线。

恒星簇中的恒星快速移动，它们的路径将受到黑洞重力的影响。

奥利瑞解释说："黑洞周围恒星簇的作用相当于灯塔，警示着它的周围存在着‘危险暗礁’，如果没有这些恒星指明道路，我们则不可能发现这些黑洞。

"　　银河系周围流氓黑洞的数量取决于有多少中心位置包含黑洞的原星系，以及多少原星系合并形成银河系。

对以上数据的发现和研究将对理解银河系的历史提供新的线索。

定位恒星簇作为"路标指示牌"，将是最简单发现黑洞的方法。

罗卜说："迄今为止，天文学家仍无法探测到在银河系周围存在紧凑高密度恒星簇的具体数量，目前我们知道应当期望得到什么样的探测结果，我们将基于现有的太空勘测展开新一类型的天体搜索。

"目前，罗卜和奥利瑞的这项最新研究将发表在近期出版的《皇家天文学会月刊》上。