一种新类型的恒星在依靠吞噬暗物质以达到不朽

在我们迅速膨胀的宇宙中，恒星的生命遵循着老生常谈的轨迹，先是融合氢，然后是氦，然后体积膨胀，直到耗尽核燃料并崩溃，再也无法抵抗重力。

但是，在我们银河系最深处的一些恒星，非常靠近银河系中心，可能正在开辟自己的道路，表现出与我们的恒星演化标准图景不符的奇怪特性。

新的研究表明，这些异常现象可能主要是由暗物质而不是核聚变驱动的——暗物质“补充”了恒星，使它们相比之下实际上更古老。

瑞典斯德哥尔摩大学和加州斯坦福大学的研究人员利用恒星演化的计算机模型，模拟了一群围绕银河系中心旋转的恒星，比较了它们在注入暗物质和没有暗物质的情况下是如何演化的。

他们的模型预测了一类新的重恒星的存在，这些恒星不仅通过原子核的少量聚变，还通过与反物质碰撞的“实际上无限”的暗物质粒子的湮灭，而保持“发光”。

这种奇特的反应释放出一团炽热的光子和电子，可以产生足够的压力来阻止恒星坍缩，其寿命可能是普通恒星寿命的100倍，使它们实际上成为不朽的。

斯德哥尔摩大学天体物理学研究生伊莎贝尔·约翰（IsabelleJohn）和同事在他们的预印本中写道：“银河系的最内部正是暗物质密度足够高的地方，暗物质湮灭可以在很大程度上取代核聚变作为恒星的能量来源，一种新类型的恒星在依靠吞噬暗物质以达到不朽使恒星在年老时永远保持年轻。”该预印本尚未经过同行评审。

银河系的星系中心非常明亮，这使得该区域很难成像，而且那里的恒星看起来比它们的光谱特征所显示的要年轻。

这种年轻表明它们是在当地形成的，而不是从其他地方飘来的。然而，我们目前的恒星形成模型表明，恒星无法在距离中心黑洞约三分之一光年的范围内合并，这就提出了第一个难题。

银河系中心附近也很少有古老和进化的恒星，而且恒星数量惊人地头重脚轻，由比银河系外部区域更多的高质量恒星组成。这些内部恒星围绕银河系中心的速度也出乎意料地快。难题二，三，四。

约翰和他的同事们认为，对所有这些奇怪现象的解释可能在于暗物质。暗物质是我们宇宙中最难以捉摸的物质之一，是一种看不见的物质，从未被直接探测到，但人们认为它提供了将快速移动的星系聚集在一起所需的额外引力。

结合暗物质对恒星演化模型的影响，约翰和他的同事们预测，在银河系中心附近可能存在一类新的恒星，它们与所谓的主序星有着“显著的不同”。

主序星是宇宙中最丰富的恒星类型，位于赫茨普隆-罗素图的厚带中，赫茨普隆-罗素图绘制了恒星的生命轨迹，考虑了它们的起始质量、亮度和温度。

约翰和同事们的模拟表明，可能需要在这个图中添加一个新的恒星分支：质量更高的恒星（质量是太阳的五倍或更大），它们从几乎无穷无尽的储备中吸积暗物质，并在与主序星相同的亮度下以更低的温度燃烧。

研究小组写道：“这些恒星中的暗物质密度不断补充，使这些恒星不朽，并解决了多个恒星异常现象。”

尽管他们的模拟表明，我们的望远镜可以瞄准一群新的恒星来寻找暗物质在起作用的迹象，但银河系中心的绝对亮度将使它们很难被观测到。

“到目前为止，[银河系]内秒差距中已知的恒星数量有限，需要更多的恒星才能有力地探测到暗物质的任何影响，”该团队指出。

今年早些时候发表的另一项研究也提出了另一种解释，解释了为什么银河系中心附近的恒星看起来如此年轻，表明它们不是通过暗物质，而是通过从它们的邻居那里吸收氢来恢复活力的。

这项研究于5月份发布在arXiv预印本服务器上。

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