博恩大学科研团队揭示星系团质量翻倍：中子星与黑洞贡献显著，重元素丰度亦得到解释
2026 年 2 月 发表在《Physical Review D》
图：示意图
研究亮点星系团质量显著高于以往估算：新研究表明，星系团的总质量约为以往估计的两倍。
主要质量来源：中子星与恒星黑洞在星系团中占主导地位，并能解释观测到的重元素丰度。
理论验证：重新计算的质量与 Milg ġrom 的 MOND 预言高度吻合，而 Newton+暗物质模型则需要的暗物质量仅为原来的一半。
研究背景星系团是宇宙中最大的引力束缚结构，然而其质量与组成仍缺乏系统性研究。
在 博恩大学（University of Bonn）主导下，Helmholtz Institute for Radiation and Nuclear Physics 的 Pavel Kroupa 教授带领的团队采用 Integrated Galaxy‑wide Initial Mass Function (IGIMF) 理论——该理论最早由博恩研究人员提出——对星系团内的恒星族群进行逼真模拟，从而重新推算星系团的总质量。
研究方法大规模观测数据收集：汇总了数百个星系团的观测信息，包括重力透镜测量、星系内各星系的详细属性等。
星系族群再计算：在 IGIMF 框架下，对每个星系的恒星人口进行重估，进而得到星系团的真实质量。
质量与理论对照：将得到的质量与 MOND 与传统 Newton+暗物质模型进行对比，检验不同引力框架下的可行性。
主要结论质量翻倍：星系团的质量约为之前的两倍。
MOND 与暗物质的不同解释
MOND（Milgrom 的修正牛顿动力学）：预测与新质量一致，说明该理论对宏观尺度的描述具备一定说服力。
Newton + 暗物质：若采用传统模型，则需要的暗物质仅为原先估算的一半，因而无法解释观测到的质量与重元素丰度。
“我们发现星系团中中子星和黑洞所占比例远高于传统认知，它们是质量双倍化的关键因素。” — Prof. Dr. Pavel Kroupa（Helmholtz 研究所）
“新的质量评估不仅对星系团结构产生了根本性的改变，也为我们进一步理解时空与物质的关系提供了新的视角。” — 博恩大学研究团队成员
研究意义基础物理学新视角：本研究为引力与物质之间的耦合关系提供了全新的解释，进一步支持 MOND 及其对宇宙大尺度结构的预测。
潜在技术启示：虽然属于纯粹基础研究，但对时空与物质的深入认识，可能在未来催生新的引力测量或暗物质探测技术。
勇编撰自论文"Revisiting the missing mass problem in MOND for nearby galaxy clusters".Physical Review D.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。