暗物質是由原始黑洞構成的嗎？

天文學家研究星系的運動和宇宙微波背景輻射的特徵， 在上個世紀開始認識到， 宇宙中的大部分物質都是不可見的。 宇宙中大約74%的物質是暗物質， 大部分都位於星系周圍的光暈中。 它被稱為暗物質， 因為它不發光， 但它也很神秘：它不是由原子或它們通常的成分， 如電子和質子組成。 與此同時， 天文學家觀測到了黑洞的影響， 最近還發現了一對黑洞合併產生的引力波。 黑洞通常是在大品質恒星的爆炸死亡過程中形成的， 這一過程可能需要數億年的時間， 作為一顆恒星與周圍氣體的結合，

演化而最終死亡。

小矮星系IC1613， 天文學家想知道原始黑洞是否可能構成宇宙中的暗物質， 這表明暗物質暈的微弱星系的形狀可能會揭示答案。 圖片：NASA/JPL-Caltech/SSC

一些黑洞在早期宇宙中被推斷存在， 但是在早期宇宙中可能沒有足夠的時間來進行正常的形成過程。

有人提出了一些替代方法， 如原始氣體的直接坍塌或與宇宙膨脹有關的過程， 這些原始黑洞可能已經被製造出來了。 CfA天文學家Qirong Zhu領導了一組四名科學家， 研究了今天的暗物質是由原始黑洞組成的可能性。 如果星系暈是由黑洞組成的， 那麼它們的密度分佈應該與由外來粒子組成的光環不同。 在星系的演化過程中， 黑洞光環的形成要比其他種類的光環要早得多。

科學家認為， 觀測那些在微弱的矮星系的光環下的恒星， 可以探測到這些效應， 因為矮星系很小， 很微弱(它們的光只有幾千個太陽亮度)， 在那裡輕微的影響可以更容易被發現。 研究小組運行了一組電腦類比來測試矮星系halos是否可以揭示原始黑洞的存在， 發現恒星和原始暈黑洞之間的相互作用會輕微改變恒星分佈的大小。 天文學家也得出結論， 這些黑洞需要在大約2到14個太陽品質之間存在品質， 在這些奇異物體的預期範圍內(儘管比最近的引力波探測器觀測到的黑洞要小)， 與其他研究的結論相當。

然而， 研究小組強調， 所有的模型仍然是不確定的， 暗物質的性質仍然是難以捉摸的。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：皇家天文學會月報｜來自：哈佛史密森天體物理中心