看不见的暗物质团块可能潜伏在我们的宇宙后院

计算暗物质亚晕的性质。图片来源：uux.cn/Chakrabarti 等人。

（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：在我们银河系的角落附近，可能有某种看不见的东西悄悄掠过。它没有留下光，没有光辉，没有星空下的阴影。然而，它的存在可能被一种微妙的引力低语所暴露，这种低语不是通过望远镜，而是通过时间本身被探测到。一组美国天文学家现在提出，他们可能发现了潜伏在我们恒星邻近之外的暗物质亚晕的首个证据，距离足够近，可以轻轻拉动宇宙中最精确的时钟之一。

这一发现由阿拉巴马大学亨茨维尔分校苏卡尼亚·查克拉巴蒂领导的团队在《物理评论快报》上报道，没有带来戏剧性的画面或突如其来的发现。相反，它通过耐心、精准和细心聆听遥远星辰的节奏而来。如果得到证实，它可能为揭示银河系中暗物质的排列方式开辟新途径，使天文学家更接近理解宇宙中最主导但最隐形物质的存在。

暗物质从未被直接观测到，但它的影响遍布宇宙。天文学家估计，它约占宇宙总质量的85%，超过了我们能看到、触摸或用光测量的所有东西。根据最好的宇宙学模型，这种神秘物质不会无目的地漂流。相反，它形成巨大的、弥漫的晕，包裹着像银河系这样的星系，远远超出可见恒星和气体范围。

在这些广阔的光环中，理论预测了一个丰富的内部结构。较小的团块，称为暗物质亚晕，分布在银河系各处。有些天体的质量可能超过太阳的数千万倍，但由于不发光，仅通过引力相互作用，实际上保持隐形。它们对普通物质的引力预计会很微弱，足够微妙，能通过大多数观测方法。

这在理论与观察之间造成了令人沮丧的鸿沟。模型认为亚晕应该很常见，但天文学家一直难以找到它们。宇宙似乎将大部分质量隐藏在显眼处，挑战科学家们寻找新方法来探测看不见的事物。

为了应对这一挑战，查克拉巴蒂和她的同事们摒弃了传统的光明追寻，转而关注时间点。他们的工具是脉冲星，是大质量恒星的奇异残骸，这些恒星以灾难性的爆炸结束了生命。这些天体是高度磁化、快速旋转的中子星，从其磁极发射强力电磁辐射束。

由于脉冲星的磁轴通常相对于其自转轴倾斜，这些光束像灯塔的信标一样扫过空间。当这些束流穿过地球时，天文学家会探测到脉冲。令人惊讶的是这些脉冲的稳定性。有些脉冲星的计时可靠性极高，甚至可以媲美人类制造过的最佳原子钟。

这种规律性使脉冲星对运动异常敏感。如果脉冲星朝地球方向或远离地球，哪怕只是稍微加速，其脉冲的到达时间也会发生变化。通过测量这些变化，天文学家能够以惊人的精度计算脉冲星的加速度。本质上，脉冲星让科学家能够聆听时间的流动，并注意到什么看不见的东西让时间节奏偏离。

在他们的研究中，研究人员聚焦于一个罕见且有价值的目标：脉冲星双星。这是一个脉冲星绕伴星运行，形成精确的引力舞蹈的系统。在正常情况下，脉冲星脉冲的时机显示出一个稳定且可预测的椭圆轨道，完全由两颗恒星的相互引力决定。

团队还研究了附近的孤立脉冲星，以提供额外的对比点。这些天体共同构成了一个小型但极其灵敏的时钟网络，嵌入在我们的银河邻域中。

当研究人员分析时间数据时，发现有些地方不对劲。脉冲星的运动显示出扭曲的迹象，稍微偏离了如果只有已知恒星参与时应在的位置。这些偏差虽小，却持续存在，且带有暗示外部引力影响的特征。

时间似乎被某种拒绝显现的东西扭曲。

在调用暗物质之前，团队采取了谨慎且保守的策略。他们彻底搜寻任何能解释异常现象的普通物体。可能是附近的恒星、隐藏的气体云或其他普通物质集中的部分。

为此，他们借助了盖亚号航天任务的数据，该航天任务以前所未有的精度绘制恒星的位置和运动。他们还研究了原子和分子氢的调查，寻找足够密集以产生所需引力的气体云。

搜索一无所获。没有恒星、气体云，也没有常规结构能引起脉冲星时间的观测到的扭曲。这片太空区域看起来安静且平凡，至少对所有设计用于观测普通物质的仪器来说都是如此。

排除了可见解释后，研究人员只能假设扰动源其实是看不见的。

根据时间扭曲的大小，团队推断出了该未见天体的质量。他们的计算显示，这个物体的重量大约有数千万个太阳质量。这个数字对于孤立恒星甚至普通恒星团来说都过于庞大，但完全符合对暗物质亚晕的理论预期。

推断的位置使得这一发现更加引人入胜。该天体距离太阳仅几千光年，在银河尺度上相对较短。在浩瀚的银河系中，这几乎将使该子晕位于我们的宇宙后院。

如果这一解释正确，它将成为通过脉冲星引力影响首次探测到此类结构的证据。天文学家将通过暗物质如何悄然重塑附近恒星的运动来绘制其地图，将时间弯曲到足以被宇宙最可靠的时钟察觉。

尽管令人兴奋，研究人员谨慎地避免夸大他们的主张。但仍存在重大不确定性，团队强调仅凭这一信号尚不能被视为暗物质亚晕的决定性证据。脉冲星双星是稀有天体，从小样本中得出结论需谨慎对待。

在天文学家能够自信地说发现暗物质亚晕之前，可能需要独立的证据线索。更多的脉冲星系统、改进的时间数据或互补的探测方法，可能有助于强化或挑战这一解释。

尽管如此，这项研究即使在不确定性中也提供了宝贵之处。它展示了一种新颖且有前景的暗物质亚结构探测方法，这种方法依赖于精确时机而非光线。随着越来越多的脉冲星被研究得越来越精确，这一方法有望被放大，使天文学家能够前所未有地绘制银河系隐藏的结构图。

这项研究之所以重要，是因为它指向一个暗物质不再完全超出我们观测范围的未来。如果脉冲星能够探测暗物质亚晕，天文学家或许终于能有一种实用的方法来验证长期以来关于暗物质在星系中分布的理论预测。

理解这种分布对于理解星系如何形成、演化和维系自身至关重要。暗物质塑造了构建可见物质的宇宙脚手架，但其本质仍是物理学中最大的未解之谜之一。

通过仔细聆听遥远恒星的滴答声，科学家们正在学习如何感知看不见的东西。如果这个可能的近旁亚晕被证实，它不仅仅是一个新加入目录中的天体。这将表明宇宙中主导的物质形态开始显现自我，不是通过光，而是通过引力的温和而持久的牵引和宇宙时间的稳定节奏。

Sukanya Chakrabarti 等，《脉冲星时间对太阳附近暗物质亚晕的约束》，《物理评论快报》（2026）。DOI：10.1103/29xz-nt5z