“爱因斯坦环”突现裂痕，引力受到异常扰动！

一个质量相当于100万个太阳的“纯黑物体”。

黑白为爱因斯坦环的红外影像，彩色为射电波影像。Keck / EVN / GBT / VLBA

环右侧弧线下端的一个奇怪缺口。Keck / EVN / GBT / VLBA

近日一些天文学家在引力扭曲的空间弧线上发现了一个异常缺口，意味着有什么东西正在干扰正常的引力场。要产生这样的干扰，该物体的质量必须达到太阳的百万倍——但那里却什么也没有。

研究人员当时正在观测一个美丽的爱因斯坦环。

爱因斯坦环是引力透镜最为壮观的表现之一。质量巨大的天体引力会扭曲空间结构，导致其后方天体发出的光线在经过时发生弯曲。如果背景天体和这个天体——通常被称为前景天体，与观测者的视线几乎完美对齐，在观测者眼中前景天体的周围便会出现被放大增亮和扭曲了的背景天体图像。这就是所谓的引力透镜。而假如这个图像表现为近乎完整的圆环，那就是所谓的“爱因斯坦环”。

来自荷兰、南非和德国的该天文科研团队，整合了全球大量装备来观测这个爱因斯坦环。这些装备组成了一台口径（基线）几乎相当于地球直径的虚拟望远镜，能够解析所谓致密对称天体（CSO）的引力透镜成像。这类天体主要包括活跃的超大质量黑洞，它们能够产生相对较小（小于3200光年）的射电辐射瓣（lobe）。

研究人员成功地识别出了一个CSO。而在此过程中，他们还意外地发现了一个异乎寻常的现象。

研究人员发现，在超级计算机根据观测数据还原生成的“引力图像”中，在该天体周围的射电波段爱因斯坦环一侧弧线上，有一个极不起眼的小缺口。

分析结果显示，这个缺口只能由位于背景天体和前景天体之间的第三个天体产生，其质量大约相当于太阳的100万倍。

但是研究人员并没有在那个方向上观测到任何天体。

对此目前有两种观点。其一认为那里有一个不活跃的矮星系；其二认为这个缺口可能是一个非常小的暗物质团块造成的——其与地球的距离大约为100亿光年，而规模只有此前发现的最小暗物质团块的百分之一。

研究人员称，数据的敏感度表明，发现这样的暗物质天体是合理的，符合冷暗物质理论的预言。

冷暗物质理论是当前星系形成理论的基础。冷暗物质理论认为，暗物质是由“冷”的低能粒子构成的，因此可以通过引力聚集在一起。与之相反，如果暗物质是“热”的，那么它们就不可能聚集在一起，而是会以近光速在太空中四散奔逃。

问题在于冷暗物质组成的团块究竟能够有多小，以及暗物质团块是否能够在内部不形成恒星的情况下存在。所以寻找最小的暗物质团块，是对暗物质粒子性质加以限制的一种方式。

黑白为爱因斯坦环的红外影像，彩色为射电波影像。环右侧弧线的下端有一个奇怪缺口。Keck / EVN / GBT / VLBA

参考

Mysterious dark object in space

https://www.mpg.de/25518363/1007-asph-astronomers-image-a-mysterious-dark-object-in-the-distant-universe-155031-x

A million-solar-mass object detected at a cosmological distance using gravitational imaging

https://www.nature.com/articles/s41550-025-02651-2

An extended and extremely thin gravitational arc from a lensed compact symmetric object at redshift of 2.059

https://academic.oup.com/mnrasl/article/544/1/L24/8262431