黑洞可能正在吞噬看不見的物質，從而減慢恒星的運動

暗物質是什麼？它為什麼如此重要？它又與黑洞有什麼關系？這些問題可能困擾著許多對宇宙感興趣的人。本文將為你揭開這些問題的答案，並向你介紹一項最新的科學發現，它可能第一次發現了間接證據，證明黑洞周圍有大量不可見的暗物質。這一發現如果得到證實，可能代表暗物質研究的重大突破

暗物質是一種神秘的物質，它約占宇宙中所有物質的85%。然而，天文學家幾乎完全看不見它。這是因為，與包括恒星、行星和我們周圍其他一切的物質不同，暗物質不與光相互作用，也看不見。暗物質就像宇宙中的隱形人，只能通過它的影響來感知它的存在

幸運的是，暗物質確實具有引力作用，使研究人員能夠通過觀察暗物質對普通物質“代理”的引力效應來推斷暗物質的存在。例如，暗物質可以影響星系的旋轉速度和形狀，以及星系團之間的引力透鏡效應。暗物質的引力作用也可以促進宇宙的結構形成和演化

暗物質的研究對於理解宇宙的本質和起源至關重要。暗物質不僅構成了宇宙的主要成分，而且還與另一種神秘的物質——暗能量有著密切的聯系。暗能量是一種使宇宙加速膨脹的力量，它占據了宇宙中剩餘的95%的能量。暗物質和暗能量共同構成了宇宙的暗面，它們是宇宙學中最大的未解之謎

黑洞是一種極端的天體，它的質量非常大，但體積非常小，以至於它的引力場非常強，連光都無法逃逸。黑洞是由恒星坍縮或其他高能事件產生的，它們可以存在於宇宙的各個地方，從銀河系的中心，到遙遠的星系團。黑洞的研究對於探索引力的本質和物理的極限具有重要的意義

黑洞和暗物質之間有什麼關系呢？一種可能的答案是，黑洞可以吞噬離它們足夠近的暗物質。這樣，黑洞周圍就會形成一個暗物質的“環”，或者說是一個“密度峰值”。這個暗物質的環會對黑洞周圍的物體產生額外的引力效應，從而影響它們的運動

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在這項新研究中，來自香港教育大學的一組科學家使用雙星系統中圍繞黑洞運行的恒星作為這些物體。雙星系統是由兩顆相互繞行的恒星組成的天體系統，它們可以是兩顆普通的恒星，也可以是一顆恒星和一顆黑洞。這些雙星系統可以通過不同的方式來觀測，例如通過它們發出的光、射線或引力波

研究小組觀察了一個名為XTE J1118+480的雙星系統，它位於距離地球約6000光年的天鵝座。這個雙星系統由一顆黑洞和一顆恒星組成，它們的軌道周期約為4.1小時。研究小組使用了美國國家航空航天局（NASA）的開普勒太空望遠鏡，對這個雙星系統進行了長達4年的持續觀測

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研究小組發現，這兩顆恒星的軌道每年衰減或略微減慢約1毫秒，同時圍繞它們的伴生黑洞移動。研究小組得出的結論是，減速是黑洞周圍的暗物質的結果，當它們圍繞它們的高質量夥伴鞭打時，它們會產生顯著的摩擦和對恒星的阻力。這就像是黑洞周圍有一個看不見的“粘液”，它會拖慢恒星的速度

利用對黑洞系統的計算機模擬，該團隊應用了一種在宇宙學中廣泛采用的模型，稱為暗物質動力學摩擦模型，該模型預測了與暗物質相互作用的物體的特定動量損失。模擬結果表明，觀測到的軌道衰減速率與摩擦模型的預測相符。觀測到的軌道衰變率比缺乏暗物質的雙星系統每年約50.0毫秒的軌道衰變的理論估計高出約02倍

“這是有史以來第一個應用‘動態摩擦模型’來驗證和證明黑洞周圍暗物質的存在的研究，”團隊負責人兼教大科學與環境學系副教授陳文豪在一份聲明中說。陳文豪是一位著名的宇宙學家，他曾參與了中國的“悟空”暗物質粒子探測衛星項目，該項目是世界上第一顆專門探測暗物質的衛星