名为“Mothra”的超亮“怪兽恒星”可能是解释暗物质的线索

这颗恒星之所以如此明亮，原因之一可能是前方存在一块暗物质区域。

基于哈勃和 JWST的图像，放大了Mothra弧及其周围环境的彩色图像

天文学家观测到一个巨大的恒星系统，可能由一对恒星组成，它的亮度远远超过我们所看到的距离。根据一篇尚未发表的论文，这颗恒星受到我们和它之间的某个巨大物体的引力透镜效应。然而，由于没有合适位置的星系能够完成这个任务，光线可能是被一块暗物质区域所弯曲的，可能是围绕着一个小恒星星团。如果是这样的话，识别这种现象可能是解释暗物质实质的关键。

广义相对论的一个结果是，引力会弯曲光线。因此，强大的引力场可以像透镜一样，扭曲我们所看到的图像，并且如果位置正确，还能使它们变得更亮。我们在我们的星系中就能看到这种现象，当恒星相互掠过时，我们可以利用较小的亮度增加来判断是否存在我们无法以其他方式检测到的行星。在更大的尺度上，我们只能通过由较近的星系产生的引力透镜来看到我们能力范围内最遥远的物体。

当在2018年发现了被昵称为“Icarus”的恒星时，这开启了一个令人兴奋的新机遇。这是一颗非常明亮的恒星，但它距离我们如此之远，以至于即使使用我们最强大的仪器，我们也无法单独观测到它。MACS J1149星系团的存在使天文学家有机会对其进行研究，这是首次有机会对如此遥远的单颗恒星进行研究。

来自20个科研机构的天文学家正在紧密追踪另一个更遥远的恒星系统，他们认为它也受到透镜效应的影响。在这种情况下，他们认为透镜效应是由我们和所讨论的恒星之间的星系团MACS0416以及其他更奇特的物体共同引起的。

之前有一个具有类似特征的恒星被同一组作者昵称为“哥斯拉”，因为它的亮度异常强烈。这个团队决定延续这个主题，将这两颗恒星所属的类别称为“怪兽恒星”，以日本电影中的怪兽命名，而将这颗恒星命名为“Mothra”。

科学家们不可能对如此惊人的事物满足于只有一个例子。一项将JWST数据与存档的哈勃图像进行比较的研究发现了12颗非常遥远的恒星，只有因为较近星系的透镜效应才能看到，但只有一颗被认为足够像哥斯拉，以获得“怪兽恒星”称号。

哈勃(蓝色)和 JWST (红色)的LS1图像，这是用不同的滤镜拍摄的包含摩斯拉星系的图像

哥斯拉和Mothra所在的星系的红移都超过z=2，使它们距离地球超过150亿光年。正如Mothra的发现者所解释的：“哥斯拉的怪兽特性来自于三个因素的结合：1. 它非常明亮，可能正在经历一次重大爆发；2. 它靠近一个强大引力透镜的焦散区；3. 它被一个相对较大(但看不见)的次结构进一步放大。”

Mothra的官方名称是EMO J041608.8−240358，这里的EMO代表极度放大的物体，而不是指它对音乐和服装的品味。

作者写道：“本文讨论的源与哥斯拉的相似之处在于，它们都是非常明亮的恒星，都被认为是内在变量，都被一个未直接探测到的质量在矮星系范围内的暗次结构高度放大。”

这些方面使Mothra变得有趣，但真正重要的是那个暗物质次结构。天文学家们看到了大量关于宇宙中存在暗物质的证据，但他们在了解其本质方面一直感到沮丧。

作者考虑了几种可能引起透镜效应的物体的情况，但他们认为最有可能的是他们称之为“微透镜”的物体，其质量比太阳大10,000到2,500,000倍。任何如此庞大的恒星或恒星群都将是可见的。因此，作者认为它可能是一个黑洞或一个暗物质的聚集体，可能围绕着一个看不见的球状星团。在后一种情况下，进一步的观测可能有助于我们决定关于暗物质形态的竞争模型之间的选择。

据认为，Mothra本身是由两颗恒星组成的，一颗质量约为太阳质量的15倍的黄超巨星，被一颗亮度超过两倍的极热恒星所遮蔽。这颗更热的恒星在光谱的红色部分变化很大。

本文译自 IFLScience，由 BALI 编辑发布。