银河系中心是否为黑洞的问题学界始终有不同看法
在银河系中心，有某种巨大且不可见的事物施加着强大的引力。几十年来，天文学家一直认为它是一个超大质量黑洞。但一些研究提出了一种更非常规的可能性
要是银河系中心的黑洞根本就不是黑洞呢？一种新模型提出，一个超致密的暗物质核心可能会模拟出它的引力。
有些天文学家认为银河系中心可能隐藏着比超大质量黑洞更奇特的东西。在一项新研究中，研究人员指出，塑造附近恒星轨道的天体或许并非黑洞，而是由暗物质构成的超高密度聚集区，其产生的引力效应与黑洞几乎相同。
暗物质是不可见的，但人们认为它的引力会影响星系的形成和运动方式。该团队的想法旨在用一个根本原因来关联两组截然不同的观测结果。在星系中心附近，恒星在光时（常用于测量我们太阳系内的距离）范围内以极快的速度旋转。在更远处，星系的旋转为银河系中实际存在的物质质量提供了更广泛、更缓慢的测试。
他们的研究结果发表在《皇家天文学会月刊》（MNRAS）上，对传统观点提出了挑战。在传统观点中，人马座A（SgrA）是一个主宰该区域引力的超大质量黑洞。支持这一黑洞解释的最著名证据来自S星，这是一组以每秒数千公里的速度绕中心旋转的恒星。
不再依赖黑洞，这支国际研究团队提出了另一种解释。他们认为，由费米子（一种轻亚原子粒子）构成的某类暗物质可能会自我组织成一种独特结构，与银河系核心的观测结果一致。
根据他们的模型，这种暗物质会形成一个极其致密的中心区域，周围环绕着一个广阔而弥散的晕。这两个部分会作为一个单一、连续的系统共同运作。
紧凑的内核质量足以模拟通常由黑洞产生的强烈引力。这不仅可以解释此前测量到的S星的运行轨迹，还能解释附近被尘埃包裹的称为G源的天体的运动路径。
来自银河系外晕的证据
这项研究的一个关键要素来自欧洲航天局盖亚（GAIA）第三次数据发布（DR3）任务近期收集的数据。盖亚绘制了一幅详细的银河系旋转曲线地图，揭示了恒星和气体在离银河系中心较远的距离处是如何运动的。
数据显示，轨道速度在距离更远时会降低，这种模式被称为开普勒式下降。研究人员报告称，当他们的暗物质模型所预测的外部晕与由普通物质构成的星系盘和星系核球的已知质量相结合时，就能重现这种现象。
他们认为，这通过强调结构上的差异支持了所谓的费米子模型。在传统的冷暗物质理论中，晕会向外延伸，带有长长的幂律尾。相比之下，费米子情景预测的晕更紧凑，外部边界更紧密。
该项目由一个国际合作团队开展，该团队成员包括阿根廷的拉普拉塔天体物理研究所、国际相对论天体物理研究中心网络和意大利的国家天体物理研究所、哥伦比亚的相对论与引力研究小组，以及德国科隆大学的物理研究所。
这是首次有暗物质模型成功连接了这些截然不同的尺度和各种天体轨道，包括现代旋转曲线和中心恒星数据，该研究的合著者、拉普拉塔天体物理研究所的卡洛斯阿圭列斯博士表示。
我们并非只是用一个暗天体取代黑洞；我们提出，超大质量中心天体与星系的暗物质晕是同一种连续物质的两种表现形式。
至关重要的是，这个费米子暗物质模型已经通过了一项重要测试。佩莱等人（2024年）此前发表在《皇家天文学会月刊》上的一项研究表明，当吸积盘照亮这些致密的暗物质核心时，它们会形成一个类似阴影的特征，这与事件视界望远镜（EHT）合作组织对人马座A进行成像所得到的特征惊人地相似。
测试阴影
这是一个关键节点，拉普拉塔天体物理研究所的首席作者瓦伦蒂娜克雷斯皮表示。
我们的模型不仅能解释恒星的轨道和星系的旋转，还与著名的黑洞阴影图像相一致。致密的暗物质核心能够模拟这种阴影，因为它会强烈地弯曲光线，形成一个被明亮光环包围的中心暗区。
研究人员对他们的费米子暗物质模型与传统黑洞模型进行了统计比较。
他们发现，尽管目前关于内部恒星的数据尚无法明确区分这两种情形，但暗物质模型提供了一个统一框架，能够解释星系中心（中心恒星和阴影）以及整个星系。
这项新研究为未来的观测铺平了道路。作者表示，来自智利甚大望远镜上的GRAVITY干涉仪等仪器的更精确数据，以及对光子环独特特征的搜寻——光子环是黑洞的关键特征，在暗物质核心模型中并不存在——对于检验这个新模型的预测至关重要。
这些研究结果的成果有可能重塑我们对银河系中心这一宇宙巨兽基本性质的理解。
翻译：AI
审核：天文志愿文章组-
终审：天文志愿文章组-零度星系
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