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银河系中可能存在数百万个看不见的“镜像恒星”而天文学家知道如何发现它们

(2023-12-28 09:35:41)

标签：

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杂谈

银河系中可能存在数百万个看不见的“镜像恒星”而天文学家知道如何发现它们

By Paul Sutter

2023/12/28

Dark Matter

一整个由“黑暗”粒子组成的宇宙可能存在在我们自己的宇宙内，天文学家可能知道首先来看的地方：在假定的“镜像恒星”的秘密心脏中。

这张复合图像显示暗物质、星系和热气体在合并星系团Abell 520核中的分布，该星系团从一个大质量星系团的剧烈碰撞形成。 (Image credit: NASA)

可能有一个看不见的恒星、星云和星系的宇宙，完全的由暗物质组成。天文学家现在知道如何来寻找它。

简单来说，暗物质是一个秘密。天文学家有几十个独立的都指向宇宙中存在某种形式的效果上是看不见的物质的证据。它不与光相互作用。但它确实在正常物质上施加一个引力影响。暗物质保持星系粘在一起尽管它们的高自旋率，保持块气体凝聚的尽管它的高温度，弯曲整个宇宙背景光的路径，甚至形成宇宙中最大的结构。

尽管它的存在的证据，但暗物质粒子的身份仍然是未知的。几十年来，宇宙学家假定了只有一种暗物质粒子，一种单一的统治宇宙的物种。但最近他们已经开始来好奇是否暗物质可能就像正常宇宙一样丰富和变化的。例如，一些高能物理学理论预测对每一个生活在暗扇区的正常物质粒子存在一个孪生或镜像。在这个宇宙的景象中会有暗电子、暗夸克、暗中微子等等，都通过它们自己的基本力组与彼此相互作用，与我们知道的力彻底的异的。

这个镜像宇宙会是到处的，但对我们彻底的不可见的。因此我们如何能测试这个想法呢？这刚好是一组天文学家在一篇还没有经过同行评审的论文中摆出的问题，该论文于11月29日发表在预印本数据库arXiv上。他们发现了令人惊讶的是镜像恒星可能使它们自己可见的，而且它们会看起来与我们从来在宇宙中发现的任何另外的东西非常不同。

随不同种类的暗物质相互作用、失去能量并一起聚集镜像恒星会形成。这将在一个类似于普通恒星形成的过程中展开，在那里氢和氦引力上坍塌，通过发射的光子释放能量并变得足够密来形成恒星。然而，这些镜像恒星会通过它们自己的自然力相互作用并会发射辐射------尽管这会是通过暗光子的释放，暗光子对我们会是看不见的。

仅整个银河系就可能漂浮有数百万甚至数万亿颗这样的暗星，鉴于暗物质约占每个星系质量的80%。

但至关重要的是，正如作者所意识到的那样，这些镜像恒星仍然有引力。这就是我们首先知道暗物质怎样存在的。任何大质量的、相对紧凑的天体，无论是一颗常规的恒星还是一颗镜像恒星引力上将吸引物质围绕它。因此，这些镜像恒星将拉在漂浮在星际介质中的气体和尘埃上。

这种常规物质将本身聚块成作者叫的“金块”。随金块坍塌它们将加热起来并发射辐射。这种辐射看起来像它来自一颗普通恒星一样，但不是一种天文学家已经识别的恒星的类型。取而代之的是金块将是非常红，因为它们没有它们的正常恒星兄弟姐妹的高温，而且非常暗淡，因为金块不是很大。