去年，天文学界创造了绝对的奇迹。 全世界第一次共同关注黑洞阴影的实际图像。 这是多年工作的顶峰，是人类协作和技术独创性的伟大成就。
而且，就像最好的科学突破一样，它开启了一个全新的探究世界。 对于由荷兰拉德堡德大学和德国歌德大学的天体物理学家赫克托·奥利瓦雷斯 (Hector Olivares) 领导的团队来说，这个问题是：我们如何知道M87* 是？
奥利瓦雷斯告诉 ScienceAlert：“虽然该图像与我们对黑洞外观的预期一致，但重要的是要确保我们所看到的确实是我们所想的。”
“类似于,星星的预测是并且能够增长到数百万个太阳质量并达到非常高的致密性。 事实上，它们与超大质量黑洞共享这些特征一些作者到提议一些超大质量致密天体位于星系中心可以实际上是玻色子星”。
因此，在一篇新论文中，奥利瓦雷斯和他的团队计算了我们的望远镜中玻色子星的外观，以及它与吸积黑洞的直接图像有何不同。
玻色子星是最奇怪的理论物体之一。 它们与传统的恒星不太相似，只是它们是一团物质。 但恒星主要由称为粒子的粒子组成费米子- 质子、中子、电子，这些构成我们宇宙更重要部分的物质 - 玻色子星将完全由……组成。
这些粒子——包括光子、胶子和著名的希格斯玻色子- 不遵循与以下相同的物理规则。
费米子受泡利不相容原理，这意味着不能让两个相同的粒子占据同一空间。 然而，玻色子是可以叠加的。 当它们聚集在一起时，它们就像一个大粒子或物质波。 我们知道这一点，因为它是在实验室中完成的，产生了我们所说的玻色-爱因斯坦凝聚。
对于玻色子星，粒子可以被挤压到一个可以用不同的值或尺度上的点来描述的空间中。 如果玻色子的种类正确且排列正确，这个“标量场”可能会陷入相对稳定的排列。
至少理论上是这样。 并不是说有人亲眼目睹过其中的实际情况。 具有形成这种结构所需质量的玻色子尚未被发现，更不用说具有超大质量黑洞质量的玻色子了。
如果我们能够识别出一颗玻色子星，我们就能有效地定位这种难以捉摸的粒子。
“为了形成像SMBH候选者一样大的结构，玻色子的质量需要非常小（小于10-17电子伏特），”奥利瓦雷斯说。
“质量相似或更小的自旋 0 玻色子出现在几个宇宙学模型中，并且，并被提议为不同名称下的候选者（标量场暗物质、超轻轴子、模糊暗物质、量子波暗物质）。 这种假设的粒子极难探测到，但对看起来像玻色子星的物体的观察将表明它们的存在。”
玻色子星不会发生核聚变，也不会发出任何辐射。 他们只是坐在太空中，看不见。 很像黑洞。
然而，与黑洞不同的是，玻色子星是透明的——它们缺乏阻止光子的吸收表面，也没有事件视界。 光子可以逃离玻色子星，尽管它们的路径可能会因重力而稍微弯曲。
但一些玻色子星可能被旋转的等离子体环包围——很像黑洞周围的吸积盘。 它看起来非常相似，就像一个发光的甜甜圈，里面有一个黑暗的区域。
因此，奥利瓦雷斯和他的团队对这些等离子体环的动力学进行了模拟，并将它们与我们可能期望看到的黑洞进行了比较。
“我们使用的等离子体配置不是‘手动’设置的（在合理的假设下），而是等离子体动力学模拟的结果。这使得等离子体能够及时演化并形成像自然界一样的结构，”奥利瓦雷斯解释道。
“通过这种方式，我们可以将玻色子星图像（模仿黑洞阴影）中暗区的大小与等离子体不稳定性停止运行的半径联系起来。反过来，这意味着暗区的大小不等于任意 - 它将取决于玻色子星时空的特性 - 并且还允许我们预测我们尚未模拟的其他玻色子星的大小。”
他们发现玻色子星的阴影明显小于质量相似的黑洞的阴影。 因此，M87* 可以被排除为玻色子星——至少按照该团队的建模。
“从恒星动力学推断出的 [M87*] 的质量与黑洞情况下对其阴影大小的预期一致，因此暗区太大，无法对应于类似于那些不旋转的玻色子星我们研究了，”奥利瓦雷斯告诉 ScienceAlert。
但该团队还考虑了事件视界望远镜的技术能力和局限性，该望远镜提供了第一张黑洞图像； 他们故意开始将结果可视化，因为他们认为玻色子星可能看起来像 EHT 所成像的那样。
这意味着他们的结果可以与未来的 EHT 观测结果进行比较，以确定我们所看到的是否确实是一个超大质量黑洞。
如果不是的话，那就是一件大事了。 这并不意味着超大质量黑洞不存在——黑洞的质量范围对于玻色子星来说太宽了。 但这将暗示玻色子星是真实存在的，反过来这将对所有来自玻色子星的事物产生巨大的影响。早期宇宙的膨胀到寻找暗物质。
奥利瓦雷斯告诉 ScienceAlert：“这意味着宇宙标量场存在，并且在宇宙结构的形成中发挥着重要作用。”
“超大质量黑洞的生长仍然没有得到很好的理解，如果事实证明至少有一些候选者实际上是玻色子星，我们就需要考虑涉及标量场的不同形成机制。”
该研究发表于 7 月的《英国皇家天文学会每月通知。
