“愛因斯坦環”突現裂痕，引力受到異常擾動！

一個質量相當于100萬個太陽的“純黑物體”。

黑白為愛因斯坦環的紅外影像，彩色為射電波影像。

Keck / EVN / GBT / VLBA

環右側弧線下端的一個奇怪缺口。

Keck / EVN / GBT / VLBA

近日一些天文學家在引力扭曲的空間弧線上發現了一個異常缺口，意味著有什么東西正在干擾正常的引力場。要產生這樣的干擾，該物體的質量必須達到太陽的百萬倍——但那里卻什么也沒有。

研究人員當時正在觀測一個美麗的愛因斯坦環。

愛因斯坦環是引力透鏡最為壯觀的表現之一。質量巨大的天體引力會扭曲空間結構，導致其后方天體發出的光線在經過時發生彎曲。如果背景天體和這個天體——通常被稱為前景天體，與觀測者的視線幾乎完美對齊，在觀測者眼中前景天體的周圍便會出現被放大增亮和扭曲了的背景天體圖像。這就是所謂的引力透鏡。而假如這個圖像表現為近乎完整的圓環，那就是所謂的“愛因斯坦環”。

來自荷蘭、南非和德國的該天文科研團隊，整合了全球大量裝備來觀測這個愛因斯坦環。這些裝備組成了一臺口徑（基線）幾乎相當于地球直徑的虛擬望遠鏡，能夠解析所謂致密對稱天體（CSO）的引力透鏡成像。這類天體主要包括活躍的超大質量黑洞，它們能夠產生相對較小（小于3200光年）的射電輻射瓣（lobe）。

研究人員成功地識別出了一個CSO。而在此過程中，他們還意外地發現了一個異乎尋常的現象。

研究人員發現，在超級計算機根據觀測數據還原生成的“引力圖像”中，在該天體周圍的射電波段愛因斯坦環一側弧線上，有一個極不起眼的小缺口。

分析結果顯示，這個缺口只能由位于背景天體和前景天體之間的第三個天體產生，其質量大約相當于太陽的100萬倍。

但是研究人員并沒有在那個方向上觀測到任何天體。

對此目前有兩種觀點。其一認為那里有一個不活躍的矮星系；其二認為這個缺口可能是一個非常小的暗物質團塊造成的——其與地球的距離大約為100億光年，而規模只有此前發現的最小暗物質團塊的百分之一。

研究人員稱，數據的敏感度表明，發現這樣的暗物質天體是合理的，符合冷暗物質理論的預言。

冷暗物質理論是當前星系形成理論的基礎。冷暗物質理論認為，暗物質是由“冷”的低能粒子構成的，因此可以通過引力聚集在一起。與之相反，如果暗物質是“熱”的，那么它們就不可能聚集在一起，而是會以近光速在太空中四散奔逃。

問題在于冷暗物質組成的團塊究竟能夠有多小，以及暗物質團塊是否能夠在內部不形成恒星的情況下存在。所以尋找最小的暗物質團塊，是對暗物質粒子性質加以限制的一種方式。

黑白為愛因斯坦環的紅外影像，彩色為射電波影像。環右側弧線的下端有一個奇怪缺口。

Keck / EVN / GBT / VLBA

參考

Mysterious dark object in space

https://www.mpg.de/25518363/1007-asph-astronomers-image-a-mysterious-dark-object-in-the-distant-universe-155031-x

A million-solar-mass object detected at a cosmological distance using gravitational imaging

https://www.nature.com/articles/s41550-025-02651-2

An extended and extremely thin gravitational arc from a lensed compact symmetric object at redshift of 2.059

https://academic.oup.com/mnrasl/article/544/1/L24/8262431