參考消息網(wǎng)8月11日報道據(jù)美國趣味科學網(wǎng)站近日報道，科學家對兩顆恒星在環(huán)繞黑洞的軌道上放慢速度的過程進行了觀察，認為這是由暗物質(zhì)產(chǎn)生的“阻力”造成的。

科學家可能首次發(fā)現(xiàn)了黑洞被大量不可見的暗物質(zhì)包圍的間接證據(jù)。如果得到證實，這一發(fā)現(xiàn)可能代表著暗物質(zhì)研究的重大突破。

(相關資料圖)

暗物質(zhì)約占宇宙中所有物質(zhì)的85%，但天文學家?guī)缀跬耆床坏剿?。這是因為，與構(gòu)成恒星、行星和我們周圍其他一切的物質(zhì)不同，暗物質(zhì)不會與光相互作用，也就無法被看到。

幸運的是，暗物質(zhì)的確會在引力上與其他物質(zhì)相互作用，這使研究人員能夠通過研究暗物質(zhì)在引力上對普通物質(zhì)“代理人”的影響來推斷暗物質(zhì)的存在。在這項新研究中，香港教育大學的一個科學家團隊將在雙星系統(tǒng)中圍繞黑洞運行的恒星當作“代理人”。

研究人員觀察到，兩顆恒星在圍繞與它們相伴的兩個黑洞運行時，以每年約1毫秒的速度發(fā)生軌道衰變、即速度小幅放慢。研究人員斷定，速度放慢是黑洞周圍的暗物質(zhì)造成的，這些暗物質(zhì)在恒星圍繞黑洞運行時對這些恒星施加了巨大的摩擦力和阻力。

研究人員利用計算機模擬了黑洞系統(tǒng)，他們采用了在宇宙學中廣泛使用的“暗物質(zhì)動力摩擦模型”，該模型可以預測在引力上與暗物質(zhì)發(fā)生相互作用的天體的具體動量損失。模擬結(jié)果顯示，觀測到的軌道衰變速度與摩擦模型的預測結(jié)果相符。理論上，缺乏暗物質(zhì)的雙星系統(tǒng)每年的軌道衰變速度估計約為0.02毫秒，而觀測到的軌道衰變速度是這一數(shù)字的50倍左右。

研究團隊負責人、香港教育大學科學與環(huán)境學系副教授陳文豪說：“這是有史以來首次有研究利用‘動力摩擦模型’來論證和證實黑洞周圍存在暗物質(zhì)。”

不久前發(fā)表在美國《天體物理學雜志通訊》上的這項研究結(jié)果有助于證實宇宙學中一個長期存在的理論，即黑洞能夠吞噬足夠接近它的暗物質(zhì)。這導致黑洞周圍的暗物質(zhì)重新分布，在黑洞附近形成一個密度陡增區(qū)域，進而微妙地影響周圍天體的軌道。

陳文豪解釋說，以前研究黑洞周圍暗物質(zhì)的嘗試都依靠以伽馬射線形式存在的高能光的發(fā)射或太空中被稱為引力波的漣漪。高能光的發(fā)射是黑洞相互碰撞、進而合并的結(jié)果。而黑洞合并是宇宙中的罕見事件，天文學家可能要等很長時間才能獲得足夠的數(shù)據(jù)。

這項研究為科學家提供了一種研究分布在黑洞周圍的暗物質(zhì)的新方法，這可能有助于他們在搜尋時變得更加主動。香港教育大學團隊打算在未來搜尋類似的黑洞雙星系統(tǒng)以供研究。

陳文豪說：“這項研究為未來的暗物質(zhì)研究提供了重要的新方向。僅銀河系就有至少18個類似于我們研究對象的雙星系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以提供豐富的信息，幫助解開暗物質(zhì)之謎。”（編譯/李莎）