我们的银河系好像和其他星系不太一样。

从地球角度看到的银河系。ESA / Gaia / DPAC

美国麻省理工学院的天文学家最近发现，我们的银河系好像和其他星系不太一样：银河系外围的恒星运动速度比理论上要慢。而对此唯一合理的解释是，银河系中心的暗物质在某种程度上被“掏空”了，导致其密度比理论预测低。

如果没有暗物质，理论上距离星系中心越远的恒星，其围绕星系中心运行的速度就越慢。但上世纪六七十年代天文学家发现，实际情况不是这样。观测结果显示较为靠近星系中心的恒星，与距离星系中心较远的恒星，它们围绕星系中心运行的速度差异不大。换个角度来说，就是星系外围恒星的运行速度过快。

对此天文学家的解释是，星系都笼罩在暗物质晕中。这个暗物质晕与星系中心重叠的部分密度是最大的，而正是它提供的额外引力，维系着星系外围恒星的“超速”运行。

对于我们所在的银河系，认识则来得较晚。因为无法从外部观察银河系，因此要想证明它与其他星系一样也颇为困难。

2019年天文学家曾对银河系不同部分恒星运行的速度进行过一次测量。那次测量所针对的恒星距离银河系中心最远的在8万光年左右。

那次测量的结果与理论预测是相符的。但当最近天文学家将测量范围扩大到距离银河系中心大约10万光年的恒星身上时，结果却发现我们的银河系好像与其他星系不太一样。

天文学家在观测中发现，银河系外围恒星的运行速度起初一直保持着与理论预测相同的“超速”状态，然而当距离越过特定的界线，它们的运行速度却意外地开始下降。

研究人员认为，外围恒星运行速度下降可能意味着一件事：银河系中心的暗物质密度没有理论预测的那么大。也就是说，笼罩着银河系的暗物质晕可能更像一个中心区域被掏空的苹果。这种结构导致距离银心超过10万光年的外围恒星无法获得足够多的引力，也不再能够以较高的速度围绕银河系中心运行（如果速度过快，它就会脱离银河系）。

但是研究人员还无法解释银河系暗物质晕的中心为何会被“掏空”。要揭开谜底，还需用计算机对暗物质分布的各种情形进行模拟，找出最符合观测结果的一种可能；并根据星系演化模型，推导这种“中空结构”产生的原因。

参考Study: Stars travel more slowly at Milky Way’s edgehttps://news.mit.edu/2024/study-stars-travel-more-slowly-milky-ways-edge-0126The dark matter profile of the Milky Way inferred from its circular velocity curvehttps://academic.oup.com/mnras/article/528/1/693/7513209