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不該發光的恆星竟在閃耀?暗物質身分之謎現曙光

在銀河系的中心深處,科學家發現一種奇特的恆星正在悄悄發光——它們並非像太陽那樣依靠核融合發光,而是以看不見的暗物質作為燃料。這些被稱為「暗矮星」的天體,可能正是解開暗物質之謎的關鍵線索。

由英美研究團隊命名的「暗矮星」,名稱源自它們與暗物質的特殊關聯。夏威夷大學物理學教授傑瑞米·薩克斯坦解釋:「我們認為宇宙中約25%是由不發光的物質組成,只能透過重力效應間接觀測,這就是所謂的暗物質。」

目前科學界對暗物質的認知仍相當有限。過去50年來,雖然提出多種假說,但都缺乏實驗證據支援。薩克斯坦團隊的研究特別重要,因為它提供了突破僵局的具體方法。

在眾多暗物質候選者中,大質量弱相互作用粒子(WIMPs)最受矚目。這類粒子幾乎不與普通物質作用,不發光也不受電磁力影響,僅透過重力效應顯現。薩克斯坦指出:「暗物質可能被恆星捕獲並在內部累積,當粒子相互湮滅時會釋放能量,使恆星發熱。」

一般恆星如太陽,是靠核心核融合反應發光。但質量僅太陽8%的暗矮星,因質量不足無法引發核融合,通常只能發出微弱光芒,這類天體被稱為棕矮星。薩克斯坦解釋:「若棕矮星位於暗物質密集區域(如銀河中心),就可能轉變成暗矮星。」

研究團隊提出鋰-7作為識別暗矮星的關鍵標記。薩克斯坦說明:「鋰-7在普通恆星中會快速消耗。若發現疑似暗矮星的天體缺乏鋰元素,就能與棕矮星區分。」

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡或許已能觀測到這類極低溫天體。薩克斯坦補充:「還可透過統計方法,分析天體群中是否存在暗矮星次群體。」

若未來能發現暗矮星,將為WIMPs假說提供強力佐證。薩克斯坦總結:「這將證明暗物質屬於大質量粒子,能自我強烈作用但僅微弱作用於標準模型。雖然不能斷言就是WIMPs,但至少會是行為類似的粒子。」