几十年来，天文学界普遍认为，银河系中心的射手座A*是一个超大质量黑洞，其存在的主要证据来自中心附近恒星——尤其是所谓“S星”——以每秒数千公里的高速绕转所显示出的强引力场。

来自拉普拉塔天体物理研究所（IALP）的研究团队在最新发表的一项研究中提出，银河系中心可能存在另一种类型的致密天体：由自引力费米子暗物质构成的超致密核心。这一模型在不引入超大质量黑洞的前提下，同样能够再现观测到的恒星运动特征。

费米子暗物质致密核心模型

研究负责人瓦伦蒂娜·克雷斯皮（Valentina Crespi）博士及其合作者提出，一类由费米子组成的特定暗物质——被归类为轻子级亚原子粒子——可以在引力作用下形成一种特殊的宇宙结构。该结构由一个极度致密、质量集中的核心以及外围广阔而稀疏的暗物质晕共同构成，作为一个统一整体发挥引力作用。

研究团队指出，这一致密核心在银河系中心的引力效应足以模拟传统意义上的超大质量黑洞，可解释此前通过观测S星轨道以及被尘埃遮蔽的G源天体轨道所推断出的引力场强度和质量分布。

结合银河系旋转曲线的约束

新研究特别利用了欧洲航天局Gaia DR3任务提供的最新数据。Gaia DR3精确描绘了银河系外晕区域的旋转曲线，展示了恒星和气体在远离银河系中心时的轨道运动情况。

观测显示，银河系在外层区域的旋转曲线出现类似开普勒衰减的减速趋势。研究团队表示，这一特征可以通过其费米子暗物质模型中的外晕部分，与传统意义上的普通物质盘和隆起（bulge）质量成分相结合来加以解释，从而在同一框架下同时匹配中心和外晕尺度上的观测数据。

与通常假定的冷暗物质晕不同，后者在外层往往呈现延伸的幂律尾部分布，费米子暗物质模型预测的晕结构更为紧凑，其尾部密度相对更高。研究人员认为，这一结构差异是该模型的关键特征之一。

“这是首次有暗物质模型在统计上成功连接如此不同的空间尺度和多种天体轨道数据，包括现代银河系旋转曲线和中心恒星观测结果。”同样来自拉普拉塔天体物理研究所的卡洛斯·阿尔盖列斯（Carlos Argüelles）博士表示。

他指出，团队并非单纯用暗物质天体替代黑洞这一假设，而是提出银河系中心的超大质量致密天体与整个银河系暗物质晕，可能是同一连续物质分布的两种表现形式。

与“黑洞阴影”观测的一致性

研究团队强调，其费米子暗物质模型已经通过一项与成像观测相关的重要检验。2024年的一项研究显示，当吸积盘物质照亮这些致密暗物质核心时，核心会在背景辐射上投射出一种特征性暗斑，其形态与事件视界望远镜（EHT）合作组为射手座A*公布的“黑洞阴影”图像相似。

“这是一个关键点。我们的模型不仅能够解释中心恒星轨道和银河系整体旋转，还与广为人知的‘黑洞阴影’观测结果相符。”克雷斯皮博士表示。

根据该团队的描述，致密暗物质核心通过强烈弯曲周围光线，在视野中心形成一个相对黑暗的区域，并在其周围产生明亮的光环结构，从而在成像上模拟出类似黑洞阴影的特征。

与传统黑洞模型的比较与后续观测

天文学家们对费米子暗物质模型与传统超大质量黑洞模型进行了统计层面的比较。研究结果显示，基于目前对银河系中心恒星的观测数据，两种情景尚无法被明确区分。然而，研究团队认为，暗物质致密核心模型在同一物理框架下统一解释了银河系中心（包括中心恒星轨道和阴影成像）以及整个银河系尺度上的现象。

作者指出，未来来自智利欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜GRAVITY干涉仪等设备的更高精度观测数据，将在检验这一模型方面发挥关键作用。尤其是对光子环这一特征的搜索——光子环被视为黑洞的重要标志，而在暗物质核心模型中并不存在——有望为区分两种情景提供更直接的观测依据。

研究团队表示，这些后续观测的结果，可能会影响人们对银河系中心这一超大质量致密天体本质属性的认识。

相关研究成果已发表于《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。论文题为《围绕由费米子暗物质构成的超大质量致密天体运行的S星和G源动力学》（Dynamics of S-stars and G-sources around a supermassive compact object made of fermionic dark matter），作者为V. Crespi等，刊登于该刊2026年第546卷第1期（546(1): staf1854），DOI为10.1093/mnras/staf1854。