重力微透鏡現象揭示了大麥哲倫雲中具有 3 個月球質量的物體

2019 年 12 月 18 日，天文學家偵測到大麥哲倫雲中的一顆恆星亮度暫時增加。這種現象的特徵是光度平滑、對稱地上升和下降，持續約一個小時，表明有一個巨大的物體在它前面經過。馬克湯普森在《今日宇宙》上發表的這一觀察結果指出了引力微透鏡事件。

造成這現象的天體被命名為菲比，它已成為現代天文學中最令人著迷的謎團之一。愛因斯坦的廣義相對論預言了重力微透鏡，即一個緊湊的大質量物體的引力就像一個透鏡，短暫地放大了來自遙遠恆星的光。觀測到的亮度模式是獨特的，與恆星變化、太陽耀斑或小行星不同。

天文學家辨識重力微透鏡事件

墨爾本斯威本大學的團隊在對大麥哲倫星雲進行高頻率調查的數據中識別出了菲比。分析證實，由於輝光的獨特形狀，確實發生了重力微透鏡事件。現在的主要問題在於準確識別菲比的本質。

天文學家考慮了這個神秘物體的三個主要組成可能性。這些假設中的每一個對於理解行星形成和早期宇宙都具有重要意義。探索這些替代方案對於解開菲比被發現以來所圍繞的謎團至關重要。

菲比起源的三種假設

斯威本大學的天文學家團隊針對菲比的身份提出了三種情景，每種情景對天文物理學都有不同的影響。這些可能性包括：

• 漂流星球：一個從原來的太陽系彈出的世界，現在獨自在銀河系中徘徊，圍繞著恆星沒有固定的軌道。
• 河外行星：與漂流行星類似，但屬於大麥哲倫星雲本身，這將使其成為第一顆透過重力微透鏡探測到的河外行星。
• 原初黑洞：一個更奇特的實體，一個微觀黑洞，它不是由恆星坍塌形成的，而是由大爆炸後最初幾分之一秒內的密度波動形成的。

菲比品質和發光持續時間提供了重要線索

引力微透鏡事件的持續時間約為 60 分鐘，是確定物體質量的重要數據。重力微透鏡的物理原理表明，物體越輕，穿過視線的速度就越快，亮度增加的持續時間就越短。根據這些資訊，研究小組計算出菲比的質量約為月球質量的三倍。

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這個質量遠小於任何已知行星的質量，並且遠低於恆星黑洞的最小極限，恆星黑洞的質量至少是太陽的五倍。只有大爆炸期間形成的太初黑洞的質量才能如此之小。該計算消除了任何類型的恆星殘骸黑洞的前兩種可能性。

暗物質光環是菲比最可能的解釋

對菲比起源機率的分析集中在三個可能的群體上：銀河系中的恆星、大麥哲倫星雲中的恆星以及這些星系之間和周圍存在的暗物質暈。暗物質光環十分突出，使其包含菲比的可能性增加了十萬倍。這些數據表明，該物體作為暗物質成分的可能性比任何與正常恆星物質相關的物體高出五個數量級。

如果這一解釋得到證實，菲比將代表迄今為止發現的最古老的物體之一。它的形成可能發生在第一批恆星甚至第一批原子出現之前，也就是宇宙的原始混沌時期。這個物體在宇宙中悄無聲息地徘徊了大約 130 億年，僅在 2019 年通過偏轉一顆遙遠恆星的光線而短暫地宣告了它的存在。菲比的發現為暗物質和早期宇宙的研究開啟了新的視角。