第二個超大質量黑洞？暗物質天體？銀河系星流似遭神秘物體擊穿

GD-1星流中的恆星分布，可以看到它擁有兩個明顯的缺口（Gap）。右側的第一個缺口可以得到解釋，而左側的第二個缺口因何而出現？New Astrophysical Probes of Dark Matter, Ana Bonaca / GAIA

4月15日，哈佛-史密森天體物理學研究中心的學者Ana Bonaca在美國物理學會的一次會議上宣稱，她在銀河系最長的一條星流身上，發現了一個不明缺口，似乎是被什麼質量很大的東西擊穿的。

據稱，這個東西的質量可能相當於幾百萬個太陽。如果它是一個常規天體，它的直徑可達30至65光年。Bonaca表示，存在這麼巨大的一個天體，我們卻又看不到它，是一件非常奇怪的事。她列舉了幾種可能，一種是這個天體是一個超大質量黑洞；第二種是它是一個暗物質天體。

Bonaca是在對銀暈中最長的一條星流——GD-1的觀測中發現這個奇怪現象的。星流是沿著狹長軌道圍繞星系運動，由眾多恆星組成的鏈狀結構。它們是球狀星團或矮星系在銀河系強大引力影響下撕裂而成的。GD-1的前身是一個球狀星團。

在通常情況下，星流是線形的，由一條或多條組成。星流在一般情況下會在星團或星系被撕裂的那一刻，因不連貫而出現一個缺口。但Bonaca發現，GD-1卻有兩處缺口。不僅如此，Bonaca還發現，在其第二個缺口邊緣處，恆星的分布呈現出星流被擊穿的特徵。似乎有什麼看不見的東西從星流中穿了過去，並在其運動的方向上，帶出了許多恆星，形成了一條暗弱的分支。

上圖為GD-1星流中恆星的實際分布情況。下圖為計算機根據正常情況模擬的GD-1星流恆星分布情況。New Astrophysical Probes of Dark Matter, Ana Bonaca / GAIA

Bonaca表示，她和她的研究小組沒有發現可以與之相對應的天體。它不可能是一顆恆星，因為單一恆星不可能製造出此類缺口。

那麼會不會是一個黑洞？如果是，那麼它就是一個超大質量黑洞，質量至少可達太陽的幾百萬倍，是銀河系中心那個黑洞的同類。但是大多數星系都只在其中心位置擁有一個超大質量黑洞。而且黑洞的存在是會有徵兆的，比如來自其吸積盤的輻射。到目前為止並沒有發現這樣的徵兆。

?Bonaca最後把目光投向了神秘的暗物質，認為這個星流中的孔洞，有可能是被暗物質團塊搞出來的。當然這只是一種假想，但在理論邏輯上也並非沒有可能。

上圖為GD-1星流中恆星的實際分布情況。下圖為計算機根據模型預測，在大質量天體影響下GD-1星流中的恆星分布情況。New Astrophysical Probes of Dark Matter, Ana Bonaca / GAIA

在星流上捅這麼大一個窟窿，如果是常規天體，其直徑大約會相當於一個球狀星團。或許它在肇事後已經遠去，躲藏在銀河系的某處，但基於事件的尺度，幾乎不存在這種可能性。不過也有一種可能，即這個在星流上捅了個窟窿的天體飛行速度如果非常高，那麼它的質量就不需要很極端。

不過「暗物質天體」這樣的概念太吸引人，人們很難抗拒這種誘惑。假如擊穿星流的是暗物質，那麼就表明暗物質是可以凝聚成團塊的，而且銀河系中一定分布著許多這樣的暗物質團塊，它們會像常規的恆星和星雲那樣聚集在一起。

Bonaca等人將繼續對天空中的一系列區域進行測繪，在群星間尋找對解答這一謎題有幫助的線索。而她的目標之一，則是想繪製一幅銀河系暗物質團塊的分布圖。

參考：

Dynamical evidence for a dark substructure in the Milky Way halo

https://absuploads.aps.org/presentation.cfm?pid=15143

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