多年來,天文學家對我們銀河系最微弱的衛星之一——大熊星座 III(Ursa Major III)充滿了興趣。這顆位於超過 30,000 光年外的暗淡伴星,長期以來被認為是一個主要由暗物質構成的小型星系。然而,近期的一項研究對這一觀點提出了挑戰。一組天體物理學家發現,Ursa Major III 可能並非一個暗物質主導的星系,而是一個密集而緊湊的星團,其核心隱藏著黑洞和中子星。這項研究的作者之一,波爾多大學(University of Bonn)的帕維爾·克魯帕(Pavel Kroupa)表示:「我們的工作首次顯示,這些天體更可能是正常的星團。」如果這一結果得到確認,將重新塑造科學家對這些神秘宇宙物體的分類方式,甚至可能影響我們估算暗物質在宇宙中角色的方式。
深入探索 Ursa Major III 的黑暗面,這類宇宙系統並不能簡單地歸類。在表面上,它們看起來像普通的星團,這些小型星群由重力保持在一起。然而,它們的質量與光度比率異常高,有時是正常星團的數百至數千倍。幾十年來,天文學家假設這必然意味著它們包含大量隱藏的暗物質。然而,伊朗高等科學研究所的博士生阿里·羅斯塔米-希拉茲(Ali Rostami-Shirazi)指出:「既有的暗物質模型或替代理論都未能令人滿意地解釋其確切原因。因此,這些中間物體被視為天體物理學中的熱門話題,並受到密切研究。」為了解決這一謎題,研究團隊轉向計算機模擬。他們使用了一種稱為 N-body 模擬的方法,該方法能夠精確追蹤數千顆星星之間的引力,重建 Ursa Major III 在數十億年中的可能歷史。
這些模擬考慮了該物體已知的圍繞銀河系的軌道以及其化學成分,這兩者都是重要的線索。模擬結果顯示,隨著 Ursa Major III 繞銀河系運行,銀河的引力可能會慢慢剝離其外層星星。隨著時間的推移,這場宇宙的拉鋸戰只會留下死星的最黑暗、最重的殘骸,包括黑洞和中子星,還有少數幸存的亮星。這些不可見的殘骸將主導該系統的重力,使其看起來比實際重得多,而無需暗物質來解釋這種變化。換句話說,曾經被認為是暗矮星系的 Ursa Major III,實際上可能是研究人員所稱的暗星團,一個受損的星團,其核心隱藏著黑洞。克魯帕補充道,這種星團是「在與銀河系的引力互動中,經歷數十億年後,外層星星被移除而形成的。」
如果這一發現得到確認,將會有廣泛的影響。這意味著,至少一些曾經被計算為矮星系的微弱衛星實際上是暗星團。這將進一步減少對我們銀河系鄰域暗物質的估算,並提供一個新的視角來理解星團在像銀河系這樣的巨大星系引力下的演化。此外,這也突顯了先進模擬在解決曾經幾乎無法解釋的宇宙謎題方面的強大能力。克魯帕表示:「我們目前的結果為理解神秘的天體物體提供了新的基礎,同時也為銀河研究開闢了新的視角。」然而,研究人員也提出需要更多的證據來驗證他們的發現。能夠直接揭示 Ursa Major III 中黑洞殘骸存在的觀測,將是確認其模型的下一步。這項研究發表在《天體物理期刊快報》(The Astrophysical Journal Letters)上。




