银河系中心恒星的“不朽”之谜：暗物质可能是关键能量源

更新时间：2024-06-26 18:28:47

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近期的一项研究揭示了一个令人震惊的发现：围绕银河系中心超大质量黑洞人马座A*旋转的特殊恒星，可能通过捕获和摧毁暗物质粒子，获得了一种无尽的能量来源。这一发现或将改写我们对恒星演化的传统认知。

银河系中心的人马座A*黑洞，距离地球约26,000光年，其质量是太阳的400万倍。斯德哥尔摩大学的研究人员利用计算机模拟了这些恒星的演化过程，发现在极其接近黑洞的轨道上运行的恒星，可能通过引力捕获暗物质粒子，并在恒星内部相互碰撞和“湮灭”，释放出大量能量。

该研究的主要作者，斯德哥尔摩大学粒子天体物理博士生伊莎贝尔·约翰指出，这种能量来源可能会维持恒星的稳定性，即使它们的核燃料耗尽，也能使其“不朽”。传统的天文学理论认为，恒星通过核聚变燃烧氢元素，维持恒星的平衡和稳定。银河系中心的许多恒星看起来比预期的要年轻得多，这一现象引发了科学家的关注和探讨。

为了深入调查这一谜题，研究人员测试了这些恒星是否能够从银河系中心丰富的暗物质中提取能量。他们的模拟显示，如果恒星能够大量收集暗物质，这些暗物质在恒星内部湮灭，可以提供类似的向外压力，使恒星因暗物质湮灭而保持稳定。

这项研究发表在预印本服务器arXiv上，尚未经过同行评审。尽管如此，这一研究为恒星演化提供了一种全新的视角。银河系中心的S星团恒星展示了一些独特的属性，如非常接近中心且比预期年轻的恒星，这可能由其内部的额外能量来源解释。

研究人员认为，这一额外的能量来源使得恒星能够以更低的速率燃烧氢元素，从而老化得更慢，看起来比实际年龄更年轻。约翰与她的同事，斯德哥尔摩大学的蒂姆·林登和斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的丽贝卡·K·李恩共同提出，这个能量来源可能是暗物质粒子的湮灭。

在银河系的大部分区域，暗物质的密度不足以影响恒星。在银河系中心，暗物质的密度非常高，可能比地球上高出数亿倍。为了验证这一假设，研究人员进行了计算机模拟，模拟了被暗物质云包围的恒星生命周期，并发现这种基于暗物质的能源生产机制能够完美解释S星团恒星的观测属性。

尽管这项研究尚未得到完全确认，但研究人员表示，希望未来能够通过智利的甚大望远镜或夏威夷的凯克天文台进行更精确的观测，以验证他们的理论假设。对S星团恒星的更精确观测，将提供更多关于这些恒星及其能量来源的信息，揭示更多关于银河系中心的奥秘。

这一发现为恒星演化理论提供了新的方向，也可能对暗物质研究产生深远影响。期待未来更多的观测和研究，为揭开银河系中心恒星“不朽”之谜提供更多的线索和证据。