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原文鏈接：https://phys.org/news/2025-04-dark-dimming-starlight-passage-compact.html

編譯：雷豐圖

校對：牧夫天文校對組

后期：庫特莉亞芙卡 李子琦

責任編輯：王啟儒

暗物質是一種神秘的物質形式，由于這類物質僅能極其微弱地發射、反射或吸收光線，傳統望遠鏡和實驗方法無法直接觀測到它。觀測暗物質是物理學研究界長期研究的話題。

除了光學探測方法，物理學家們也在通過研究暗物質的組成結構，來提出其它探測方法。例如致密暗天體是一類由暗物質構成的致密不可見結構，但迄今為止從未被直接觀測到。

致密天體，泛指塌縮成尺度非常小、密度非常大的天體。如白矮星，中子星，黑洞等。暗物質指不與電磁力產生作用的物質，人們目前只能透過其引力效應來預測它的存在。

Image credit: Avery Broderick, Avi Loeb

近期，女王大學和亞瑟·B·麥克唐納加拿大天體粒子物理研究所的研究人員提出了一種尋找致密暗天體的間接方法。該方法基于一個簡單的構想——當致密暗天體位于地球與遙遠恒星之間時，從恒星向地球傳播的光線會變暗。

論文合著者約瑟夫·布拉門特向Phys.org透露："里奧·金、梅麗莎·戴蒙德和我當時正在討論關于耗散型暗物質形成致密天體的研究。我們曾考慮過一種模型：暗物質通過發射暗光子冷卻后形成的致密天體。在該模型中，我們需要弄清這些暗光子是會逃逸（從而實現冷卻），還是與暗物質發生散射。我們突然意識到這種'暗光子'散射過程可能同樣適用于可見光子。"

假設致密暗天體占全部暗物質質量的百分之十，上圖用兩種虛線分別展示了宇宙微波背景和銀河系衛星星系觀測方法通過恒星變暗現象可以探測到的暗物質參數范圍

Credit:PhysicalReviewLetters(2025).

DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.141001

在查閱既往文獻后，研究團隊確認目前尚未有人系統研究OGLE等巡天項目能否捕捉到致密暗天體經過導致的星光變暗現象。這一發現促使他們撰寫論文，希望為未來探測這類神秘宇宙天體作出貢獻。

布拉門特解釋道："學界此前利用微引力透鏡效應（星光在致密天體周圍聚焦增強的現象）搜尋過致密暗天體，這在OGLE等巡天中表現為恒星變亮。我們發現的效應與之類似——可見光被致密暗天體散射或吸收會導致恒星看起來變暗。"

這張示意圖直觀比較了不同天文觀測項目對暗物質團塊的探測能力：

圖中實線區域表示各巡天項目能夠通過"星光變暗"效應探測到的暗物質團塊參數范圍（質量與大小組合），而虛線區域則顯示這些項目通過傳統"微引力透鏡"效應能探測到的范圍。所有曲線都基于暗物質團塊有效半徑約等于實際半徑的假設繪制。

Credit:PhysicalReviewLetters(2025).

DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.141001

研究中，團隊提出可將全球兩大巡天項目EROS-2和OGLE的觀測數據重新用于這種新探測技術。分析表明，通過巡天數據尋找致密暗天體信號確實可行。

"我們的研究展示了一種富有成效的新探測途徑，"布拉門特表示，"未來OGLE等巡天項目在通過微引力透鏡致亮效應搜尋致密暗天體的同時，也可加入對星光變暗現象的監測。"

該團隊的創新方法可能推動致密暗天體的未來探測。接下來，布拉門特與同事計劃繼續研究這些天體的宇宙學形成及結構特征。

布拉門特補充道："深化對這些現象的理解，將幫助我們更精確地確定'星光變暗'特征的具體表現。"

『天文濕刻』 牧夫出品

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Credit: NASA/Goddard/SwRI/Johns Hopkins APL/NOIRLab

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