银河系缺失的质量是否隐藏在一群星际彗星中？

艺术家对星际天体1I/'Oumuamua的描绘。图片来源：欧洲航天局/哈勃，NASA，ESO，M. Kornmesser

（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（作者：安迪·托马斯维克）：过去一年里，3I/ATLAS引起了不小的轰动，邀请天文学家们更新他们对其他太阳系以及我们自身太阳系的了解。然而，这第三位星际访客可能会对我们对暗物质的理解产生意想不到的影响。汉堡大学研究人员在arXiv预印本服务器上发布了一篇新论文，试图计算大量星际天体（ISO）的存在对我们银河系暗物质计算的影响。

我们对暗物质的部分计算基于所谓的“缺失质量”。这个数值基于一个称为银河自转曲线的性质——基本上，就是恒星绕银河系中心运行的速度。实际的曲线值远高于仅凭我们能观测到的恒星数量所预期的，因此必定有其他因素对质量有贡献，这些因素可以解释旋转速度的增加。

科学家们长期以来一直认为暗物质是造成这一质量的因素。但由于它几乎不与除引力外的任何东西相互作用，我们实际上无法“看到”它，这使得研究变得困难。目前对盖亚任务暗物质在银河系中价值的估计显示，其浓度约为每立方厘米0.44亿电子伏特。但如果有其他解释解释这些缺失的质量呢？

ISO本身有质量——而且还可以通过其他方式可见。到目前为止，我们只见过三台：1I/'Oumuamua、2I/Borisov和3I/ATLAS，其中最大的一台在半径0.16到2.8公里之间。由于质量随半径的立方增加，这种数值差异对这个最大星际访客的估计重量产生了巨大影响。但我们也知道，银河系中可能有数十亿甚至数万亿个其他星际天体漂浮着。

研究人员试图回答的问题很简单：银河系“缺失质量”中有多少百分比是我们用常规观测技术无法看到的漂浮星际天体？为确定该值，他们运行了一种称为泊松分布的统计过程，以计算大小与3I/ATLAS相近的游移岩石的局部密度。

他们发现在我们银河系的大致区域内可能有相当数量的海豚漂浮着。

进一步，他们计算了银河系中“缺失质量”中归因于这些ISO的百分比。结果发现，这些ISO大约能解释目前归因于暗物质的银河质量的13%到45%。

诚然，这种外推过程存在一些弱点。主要缺陷是他们实际上是在将样本量1——3I/ATLAS——外推到整个银河系ISO群体。

作者们甚至承认，计算的上限——ISO可解释最多一半的缺失质量——要求将物质投入星际空间时“过于乐观”。

然而，其基础数学是合理的，并且对一些现有和即将进行的调查具有启示意义。直接暗物质探测实验如LZ和氙气探测依赖局部暗物质密度来计算弱相互作用大质量粒子（WIMPs）通过氙槽的预期通量。如果这个数字比实验设计者最初预期的低18%，仪器的灵敏度可能需要重新调整。

幸运的是，我们不必等待太久就能获得更多证据来证明或反驳这一理论。下一代天空巡天正在上线，预计将发现数十甚至数百个新的星际天体。

一旦我们更好地了解ISO的大小和形状，就能更好地判断它们对银河系缺失质量的贡献——以及我们对暗物质的理解是否正确。

Dieter Horns 等，《星际天体对局部暗物质密度的贡献》，arXiv（2026）。DOI：10.48550/arxiv.2605.04801