uux.cn/arXiv（2024）。

DOI:10.44850/arxiv.245.12267据美国物理学家组织网（David Appel）：银河系中心附近的恒星表现得有点奇怪。

暗物质可能是一种解释。

一组科学侦探（可以这么说）发现了一类潜在的新恒星，它们可能存在于距离银河系中心一光年的范围内，并可能按照一种不寻常的机制运行：暗物质湮灭。

这一过程将对恒星产生除氢聚变之外的向外压力，防止它们因引力而坍塌，并使它们基本上不朽，它们的青春不断更新。

研究结果发表在arXiv预印本服务器上。

总的来说，暗物质驱动的恒星将占据一个长期建立的图表的新区域，该图表根据恒星的温度和光度对恒星进行分类，使它们远离绝大多数恒星存在的所谓主序星。

观察银河系恒星围绕其旋转的银河中心是相当困难的，因为该区域非常明亮。

一个超大质量黑洞，射手座A*，位于中心，质量是太阳的400万倍。

它是一个明亮的无线电波源，并于2022年成像。

Sgr A*附近的恒星以每秒数千公里的速度围绕它运行（而太阳的轨道速度为240公里/秒）。

这些被称为S星团的内部恒星非常令人费解，其性质与银河系中的任何其他恒星都不同。

它们的来源尚不清楚，因为距离中心约三光年以内的环境被认为不利于恒星的形成。

如果他们从其他地方搬来，他们似乎比预期的要年轻得多。

最神秘的是，它们看起来异常年轻，附近的老恒星比预期的要少，而且出乎意料的是，似乎有很多重恒星。

恒星是核熔炉，通过核聚变产生燃烧氢气的热量。

这种反应产生的热辐射，以及恒星等离子体的热力学对流，对恒星的成分——主要是氢和氦——施加了向外的力。

这种力量被自身重力的向内力量所平衡。

赫氏-罗素（HR）图通过绘制恒星的光度与表面有效温度来对恒星进行分类。

不包括白矮星和红巨星，这张图的主序从左上到右下弯曲，大多数恒星都落在这条曲线上。

（太阳落在中间附近，因为它们的亮度被绘制为它们与太阳的比率）。

序列上不同位置的恒星对应着不同质量和年龄的恒星。

然而，暗物质也存在于银河系中。

它的存在是通过观测推断的，这些观测发现普通物质不足以解释银河中心周围恒星的旋转速度高于预期。

暗物质的密度在中心附近最高，并随着与中心的距离而下降。

可以合理地预期，它会合并在中心附近的恒星中，那里的暗物质密度最高。

如果是这样的话，暗物质湮灭——暗物质粒子和反粒子碰撞并产生光子、电子等——将在恒星内部施加额外的向外压力，甚至可能主导核聚变。

斯德哥尔摩和斯坦福大学的一个研究小组发现，将暗物质的能量融入最内层恒星的动力学中——这些恒星距离中心约三分之一光年（相当于距离太阳最近恒星约8%的距离）——解决了许多已知的悖论。

为了纳入暗物质湮灭，该小组在银河系的进化过程中使用了相对标准的恒星形成参数，暗物质粒子的质量仅略高于质子。

使用恒星演化计算机模型，他们假设恒星在主序列上向银河中心迁移，然后开始向恒星的成分注入暗物质能量。

然后，这颗恒星进化到HR图上的红巨星分支，或者达到100亿年的年龄，也就是银河系的寿命。

他们计算了不存在暗物质和存在暗物质的恒星种群。

对于暗物质，质量更大的恒星经历了更低的暗物质密度，其核心的氢融合速度更慢，其演化速度也减慢。

但暗物质密度较高区域的恒星发生了显著变化——它们通过暗物质燃烧而保持平衡，融合较少或没有融合，这导致了主序星上方HR区域的新恒星群。

斯德哥尔摩大学的主要合著者Isabelle John说：我们的模拟表明，恒星可以仅以暗物质作为燃料生存，因为银河中心附近有大量的暗物质，这些恒星变得不朽，永远年轻，占据了HR图中一个新的、独特的、可观察的区域。

他们的暗物质模型可能能够解释更多已知的奥秘。

约翰说：对于较轻的恒星，我们在模拟中看到它们变得非常蓬松，甚至可能失去部分外层。

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她指出，在银河中心可能会观察到类似的东西：所谓的G天体，它可能是恒星状的，但周围有气体云。

由于银河系中心非常明亮，已知存在于银河系中心附近的恒星数量有限。

即将到来的30米望远镜将能够更好地观察该区域，这将使科学家能够更好地了解其恒星的数量，并验证或排除暗主序星。

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