粒子天体物理学家提出了一种名为"暗矮星"的新型类星天体,这种由暗物质驱动的特殊天体可能正在银河系中心悄然发光。
尽管名称带有"暗"字,但这些神秘天体实际上由暗物质(被认为构成宇宙约四分之一质量的不可见物质)驱动。
这项发现来自英美联合研究团队,完整研究成果已发表于《宇宙学与天体粒子物理学报(JCAP)》。
通过理论模型推演,科学家认为年轻恒星可以捕获暗物质,其产生的能量足以阻止天体冷却,并将其转化为他们称为"暗矮星"的稳定长寿天体。
暗矮星被认为由棕矮星演化而来,后者常被称为"失败恒星"。
棕矮星体积过小无法维持核聚变反应,因此会逐渐冷却变暗。但如果它们位于暗物质密集区域(如银河系中心附近),就有机会捕获暗物质粒子。
当这些暗物质粒子发生碰撞湮灭时,释放的能量可使暗矮星持续发光。
这类天体的存在取决于暗物质是否由特定粒子构成,即所谓的WIMPs(弱相互作用大质量粒子)。
这种大质量粒子几乎不与常规物质发生作用,但能在恒星内部相互湮灭,为维持暗矮星活动提供必要能量。
为区分暗矮星与棕矮星等暗淡天体,科学家指出一个关键特征:锂元素。
研究人员认为暗矮星仍会含有锂-7这种稀有同位素。
在普通恒星中,锂-7会迅速燃烧殆尽。因此若发现具有棕矮星特征却仍含锂-7的天体,将成为其本质不同的重要证据。
研究合著者、杜伦大学朱娜·克鲁恩博士表示:"在银河系中心发现暗矮星,将为我们理解暗物质粒子属性提供独特视角。"
研究团队认为,詹姆斯·韦伯空间望远镜等设备已具备探测暗矮星的能力,特别是在聚焦银河系中心区域时。
另一种方法是统计分析大量相似天体,从中甄别可能存在的暗矮星。
研究人员指出,只要发现一颗暗矮星,就将成为揭示暗物质本质的重要突破。
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Materials provided byDurham University.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Djuna Croon, Jeremy Sakstein, Juri Smirnov, Jack Streeter.Dark dwarfs: dark matter-powered sub-stellar objects awaiting discovery at the galactic center.Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2025; 2025 (07): 019 DOI:10.1088/1475-7516/2025/07/019