天體物理學家於太陽系附近發現大規模暗物質次暈跡象

天體物理學家近期提出了令人信服的證據，顯示在太陽系極其接近的範圍內，存在一個巨大的暗物質次暈（subhalo）。這項突破性的觀察是透過高精度的脈衝星實現的，這些脈衝星在宇宙中扮演著極其精確的時鐘角色。此項研究結果與現行的宇宙學模型高度吻合，該模型預測像銀河系這樣的星系，會被瀰漫的暗物質暈所包圍，而這些暗物質暈中則包含了更小的團塊，即所謂的次暈，這對於理解星系結構的演化至關重要。

這項發現的詳細內容已於 2026 年 1 月 29 日發表在權威學術期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究團隊透過捕捉一對脈衝星信號中微小且具相關性的同步變化，推斷出暗物質的存在。由於暗物質不與光發生交互作用，其存在僅能透過重力影響來偵測。該研究小組由阿拉巴馬大學亨茨維爾分校（University of Alabama in Huntsville）的蘇坎亞·查克拉巴蒂（Sukanya Chakrabarti）博士領導，他們針對雙脈衝星系統所受到的重力效應進行了極為嚴密的分析。

這種重力擾動指向一個質量估計約為 1,000 萬倍太陽質量、直徑延伸達數百光年的隱形天體。研究團隊確認，在計算出的區域內，並不存在任何與此質量相符的可見天體，例如恆星、星團或星際氣雲，這有力地證明了該質量的本質為暗物質。這個潛在的次暈候選者距離太陽約 3,260 光年，相當於天文學單位中的一個千秒差距（kiloparsec），在宇宙尺度上可謂近在咫尺。

研究採用的方法論核心在於脈衝星計時技術，利用快速旋轉的中子星作為宇宙中最精確的時間測量工具。兩顆此類恆星之間軌道週期的微觀畸變，揭示了由附近任何大質量天體所引起的加速度。研究重點關注了大量的脈衝星數據集，在所研究的 53 個脈衝星系統中，從一對特定的脈衝星中獲得了顯著的信號。記錄到的加速度信號估計約為 $10^{-9} ext{ cm/s}^2$，這反映了隱形質量的微弱但可觀測的引力拉力。

這項利用脈衝星加速度進行的研究，代表了科學界首次透過分析聯星和單一脈衝星的加速度場，成功限制了銀河系內暗物質次暈的物理特性。如果這一發現得到進一步證實，它將成為銀河系內首個被識別出的此類規模的暗物質次暈。此類發現將提供一個強大且直接的工具，藉由限制不同的宇宙學模型，來探索暗物質的基礎本質，並為未來的宇宙觀測指明方向。

查克拉巴蒂博士指出，次暈是暗物質模型的關鍵支柱，而現在研究人員擁有了偵測它們的有效手段，這使得質量的估算比以往任何方法都更加精確。雖然理論長期預測了這類暗物質團塊的存在，但過去一直無法進行直接觀察，這導致了理論模擬與觀測數據之間長期存在的「缺失衛星問題」（missing satellites problem）。此次發現不僅填補了觀測空白，也為解決這一宇宙學難題提供了關鍵的實證依據。