天文學家發現110億光年外“神秘干擾天體”，或屬全新暗天體

IT之家 1 月 12 日消息，據 space.com 報道，一個質量相當于 100 萬個太陽、核心疑似為黑洞的完全黑暗且充滿神秘色彩的天體，令天文學家困惑不已，同時又深深吸引著他們。

據IT之家了解，這個被稱為“神秘干擾天體”的物體位于約 110 億光年之外，于 2025 年通過其引力影響被發現。僅憑引力效應就能被探測到的天體中，它是目前已知最遙遠的一個。

不過，天文學家對這個神秘干擾天體并非全然一無所知。事實上，他們確信自己已經摸清了這個奇特宇宙天體的核心構成。“該天體的中心內核與黑洞或致密恒星核的特征一致，而令人驚訝的是，其質量竟占到了該天體總質量的約四分之一?！钡聡R克斯?普朗克天體物理研究所的團隊負責人西蒙娜?韋格蒂解釋道，“但隨著我們的觀測范圍遠離中心區域，該天體的密度趨于平緩，形成了一個巨大的盤狀結構。這是一種我們從未觀測到過的結構，因此它可能屬于一類全新的暗天體?！?/p>

這種奇特的結構是在引力透鏡系統 JVAS B1938+666 中發現的，引力透鏡效應是愛因斯坦于 1915 年在其引力理論 —— 廣義相對論中首次預言的現象。當背景光源發出的光線穿過前景大質量天體（即引力透鏡）造成的時空曲率區域時，光線原本的直線傳播路徑會發生彎曲，引力透鏡效應便由此產生。光線傳播受到的這種影響，不僅能通過光線放大效應讓人類觀測到遙遠的天體，還能讓科學家深入了解引力透鏡系統內部的質量分布規律。

引力透鏡系統 JVAS B1938+666 由多個距離地球 65 億至 110 億光年的大質量天體組成，其中就包括這個“神秘干擾天體”，它也是該系統中最遙遠的組成部分。一支天文學家團隊試圖重建該天體的質量分布情況，并由此得出了它的“密度分布曲線”。

考慮到 JVAS B1938+666 包含多種不同天體，且其主要組成部分是一個大質量橢圓星系，這項研究工作的難度極大。與該系統中的其他天體不同，這個神秘干擾天體完全不發光，無法被直接觀測。

“利用引力透鏡效應來分離這樣一個遙遠、低質量天體的各類質量組成部分，是一項極具挑戰性同時又無比令人振奮的工作。”韋格蒂在一份聲明中表示，“我們依托高質量的觀測數據和復雜的模型展開研究，但就在我以為我們已經完全弄清楚它的特性時，它又帶來了新的驚喜。正是這種兼具難度與神秘性的特質，讓這個天體變得如此迷人。”

為了研究這個神秘干擾天體，韋格蒂及其同事首先著手分析它對引力透鏡系統 JVAS B1938+666 整體引力弧造成的微小擾動。隨后，他們將包括綠岸望遠鏡在內的多個望遠鏡陣列收集到的數據，與各種暗物質模型進行對比。結果顯示，現有任何一種暗物質模型都無法對這個神秘干擾天體的特性做出合理解釋。

“它的密度分布曲線極為奇特 —— 中心區域密度極高，同時體積又異常龐大?！币獯罄麌姨祗w物理研究所的團隊成員達維德?馬薩里指出，“也就是說，它的質量分布并不均勻：中心區域似乎存在一個極端致密的天體，而其密度分布曲線的延伸范圍，遠超同等質量的星系或恒星系統的典型尺度?！?/p>

盡管目前對該神秘干擾天體的研究均借助射電望遠鏡開展，但未來的研究工作，以及這一謎題的最終破解，或許需要依靠工作在其他波長范圍的望遠鏡，其中就包括具備強大紅外觀測能力的詹姆斯?韋布空間望遠鏡（JWST）。意大利國家天體物理研究所的團隊成員克里斯蒂安娜?斯平戈拉表示：“如果我們最終能夠在可見光或紅外波段探測到它的某種發光信號，那么我們或許可以推斷，它是一個性質特殊的超致密矮星系，擁有一個異常延伸的恒星暈。但如果即便是詹姆斯?韋布空間望遠鏡，也無法探測到任何恒星光芒或其他可見物質的存在，那就意味著我們面對的是一個現有暗物質模型難以解釋其特性的天體。”

該團隊的相關研究成果已于 1 月 5 日發表在《自然?天文學》期刊上。