超大质量黑洞是一个蓬松的暗物质球？G2生存下来的最合理的解释

　　现在，天文学家说我们星系中心的超大质量黑洞根本不是黑洞，而是一个蓬松的暗物质球。新的研究表明，这个奇怪的假设能够解释“不可能”的相遇以及对银河系中心的所有观察。

　　天文学家长期以来一直认为，在银河系的核心，即人马座 A*，有一个超大质量黑洞。当然，他们看不到黑洞本身，因为它本身不发光。相反，他们通过观察被称为 S 星的星团的运动来推断它的存在。S 星围绕一个隐藏的、看不见的中心物体运行，通过绘制多年来的轨道，天文学家可以推断出该中心物体的质量和大小。

　　这个隐藏的中心物体最有可能的候选者当然是一个黑洞，其质量估计是太阳的 400 万倍。但 S 星并不是唯一在我们银河中心闲逛的东西。气体团块也潜伏在那里，特别是一种被称为 G2 的气体引起了特别关注。在几十年前天文学家发现团块之后不久，他们意识到G2的轨道将使它危险地靠近黑洞——足够近以至于黑洞的强烈引力会将气体云散开。

　　但在 2014 年 G2 最接近黑洞之后——当时它距离这颗庞然大物仅 260 个天文单位——气体似乎完好无损地存活下来。

　　关于G2生存下来的最合理的解释是，它不仅仅是普通的气体云。它隐藏的超能力？一两颗恒星可以藏在云层内部，并且该恒星的引力使整个结构在黑洞附近通过时保持完好无损。

　　但是，还有另一个更激进的解释：也许，超大质量黑洞并不是真正的黑洞。也许，这是一团模糊的暗物质。

　　暗物质是天文学家赋予一种看不见的物质的名称，该物质占宇宙质量的80％以上。它似乎没有与光相互作用——它不发光，也不吸收，反射或折射光——因此它对我们仍然不可见。但是它通过它的引力使其存在。多个独立的观察线都证实，宇宙的大部分都是这种看不见的暗物质。

　　关于暗物质身份的一种理论认为，暗物质是由奇异的，以前未知的粒子构成的，称为“darkinos”。根据该理论，darkino是一种称为费米子的粒子。电子，质子，夸克和中微子也是费米子，其中心定义特征是它们不能共享相同的状态。换句话说，您只能在给定的体积中放入这么多的费米子（这与玻色子相反，您可以将任意数量的费米推入给定的体积中）。

　　如果暗物质是由暗物质构成的，而暗物质是费米子，那么这些暗物质颗粒只会在一定程度上集中在星系的核心。这意味着，不是一个超大质量的黑洞，在事件视界有一个清晰的边缘，而是一个由密集的暗粒子组成的巨大球体。这个黑球的边缘会很模糊——就像在当地迪斯科舞厅外面排队的派对常客，不是所有人都可以在中心参加派对。

　　由于巨大的Darkino球会变得模糊，因此在银河系中心的重力会稍微缓和一些，从而使G2之类的气体云能够在其轨道中生存。

　　但是我们银河系的中心——以及我们对银河系核心的观察——比G2要多得多。也有那些S星。任何希望用其他东西取代超大质量黑洞的激进理论都必须做出与这些观察相匹配的预测。

　　这正是一项新研究显示的内容。意大利国际相对论天体物理学中心的爱德华·安东尼奥·贝塞拉·维加拉领导的天体物理学家团队发现，如果他们用一堆暗黑球代替超大质量黑洞，并且这些暗黑粒子具有正确的质量和速度，他们可以复制所有观测到的中子星运动。在某些情况下，他们的模型在匹配观察到的轨道方面甚至可以比普通的黑洞计算做得更好。

　　但是那个结果意义不大。黑洞模型非常简单:你只需要插入两个数字，黑洞质量和自旋，就可以预测中子星的行为。但是darkino模型有更多的参数，允许更多的微调，研究人员找到了darkino属性的最佳组合。

　　关键测试将伴随未来的观察。如果暗物质是由暗物质组成的，那么成功描述银河系中心正在发生的事情的模型也应该在整个宇宙中复制所有各种暗物质观测值。那将包括解释为什么银河系旋转速度快于已知质量的速度。