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晕族大质量致密天体

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晕族大质量致密天体(MAssive Compact Halo Objects,缩写为MACHOs),又名大质量致密晕天体,是一个天文学的普通名词,可以用来解释可能存在于星系晕的暗物质。晕族大质量致密天体是一些体积很小的大质量重子物质,没有或只有很少的电磁辐射,在星际空间不与恒星系统发生影响。晕族大质量致密天体自身不发光,所以很难被探测到。晕族大质量致密天体也可能是黑洞、中子星、褐矮星、自由行星、白矮星和非常微弱的红矮星,也有人认为晕族大质量致密天体和大质量弱相互作用粒子(WIMP)都是暗物质的候选者之一。

==发现==

晕族大质量致密天体可以被发现,只要通过它们与其他天体的引力透镜作用就可以被间接探测到。引力透镜是广义相对论效应,背景光源发出的光在引力场(各种大质量天体)黑洞)附近经过时,光线会像发生弯曲,并且引力场会像透镜一样将光线聚焦。20世纪80年代,普林斯顿大学的波兰天文学家玻丹·帕琴斯基(Bohdan Paczyński)讨论了银河系晕中不发光的暗天体作为微引力透镜的可能性,认为它们有很高的几率被观测到。这些天体叫做晕族大质量致密天体。

1993年,人们在大麦哲伦云中发现了第一个这类暗物体的例子,是由三个天文小组发现的,法国的EROS小组,波兰科学家为主的OGLE小组,由美澳科学家组成的MACHO计划小组。MACHO计划小组人数最多的,由劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的阿尔科克(Charles Alcock)为首,该实验室的贝内特(David Bennett)和加利福尼亚大学圣迪戈分校的戈里斯特(Kim Griest)参与领导,使用位于澳大利亚堪培拉附近的斯特罗姆洛山天文台的1.5米口径望远镜进行工作。各个小组都发现了由晕族大质量致密天体(MACHOs)对于大麦哲伦云中恒星的微引力透镜效应的明显例子。

1996年1月美国天文学会的学术讨论会上,美澳合作的MACHO计划小组者公布了银河系晕的大部分含有晕族大质量致密天体(MACHOs),有力证据来自对7个新的大质量晕天体的发现。他们又一次用对大麦哲伦云的引力透镜效应,来确定这些幽灵天体的性质。这些晕族大质量致密天体(MACHOs)的质量从0.1太阳质量到1个太阳质量不等。

这些小组已排除了用暗物质被解释晕族大质量致密天体(MACHOs),大量的这类天体的质量在0.00000001个太阳质量到100个太阳质量之间。MACHO计划小组声称他们已经找到足够多的微引力透镜,并预测存在着许多约0.5个太阳质量的这类天体,足以解释银河系晕质量的20%的暗物质。 这表明晕族大质量致密天体(MACHOs)可能是白矮星或红矮星,或其他类似的天体。不过白矮星或红矮星并不是完全黑暗的,它们也能发一些很弱的光,所以可以与哈勃望远镜合作进行调查。这些搜寻已排除我们的银河系大部分暗物质的可能性。另外一个EROS2小组认为,不确认这些信号就是晕族大质量致密天体(MACHOs)。他们没有找到足够的微引力透镜效应是与敏感性较高有关。

据使用哈勃太空望远镜(HST)的近红外线照相机和多目标分光仪(NICMOS)观察,只有不到1%的银河系晕是由红矮星组成。 直至对应了暗物质晕的一个微不足道的小部分,所以失踪物质的问题仍然不能完全由晕族大质量致密天体(MACHOs)解决。
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