一種不穩定的、由暗物質構成的天體。
近日一些來自英國倫敦國王學院的科學家在【物理學評論】雜誌上的一篇論文中稱，大爆炸之後不久，宇宙中可能出現過大量由暗物質組成的天體——「軸子星（axion stars）」。這種不穩定的天體存在時間很短，很快就會發生猛烈爆炸，並消失於無形。但是爆炸會在宇宙大爆炸的余暉——宇宙微波背景輻射中留下銘印。假如我們能夠找到這些微妙的銘印，就能最終揭開暗物質之謎。
假想中的暗物質占宇宙物質總量的85%，但是卻沒有人看到過它。科學家設想這是因為它不會與光發生相互作用。而這也意味著暗物質並不是組成宇宙天體和我們人類身體的普通粒子。
因此科學家們一直在尋找著所謂的暗物質體子。流行的暗物質理論中，有一種認為構成暗物質的是一種名叫「軸子（axions）」的假想粒子。這是一種質素很小的粒子，其理論首次提出於1977年。
而國王學院的科學家認為，假如我們在它們聚整合團的地方尋找，就能找到它們。因為它們聚整合團後，可能會形成所謂的「軸子星（axion stars）」並很快爆炸。而這樣的爆炸，一定會在宇宙微波背景輻射中留下微妙的銘印。
暗物質不與光子相互作用，而光子與四大基本作用力中的電磁力有關，那麽這就意味著暗物質不與電磁力相互作用。但是暗物質顯然與另外一種基本作用力有關，這種基本作用力就是重力。
事實上，暗物質的首次發現就與重力有關。當時科學家發現，宇宙中的一些星系自轉速度明顯過快，如果它們內部只存在那些「可見」的物質，那麽僅憑這些物質產生的重力，是不足以將它們聚集在一起的。科學家今天普遍相信，大部份大星系「浸泡」在一個暗物質「暈」中。這個暈極其龐大，其外緣遠遠超出了由星系盤、星系暈和氣體塵埃組成的可見範圍。
如果這一切都沒錯，那麽如果我們假設暗物質體子真的是所謂的「軸子」，這些低質素粒子的數量一定大得驚人，否則它們就無法提供我們在實際觀測中所見的額外重力效應。
另一方面，這可能也意味著宇宙中存在一些軸子的高密度區。在這些高密度區裏，軸子們會在量子物理學法則的支配下「統一行動」，導致位於星系中心區的大型軸子團形成所謂的「軸子星」。
理論上，軸子星都是短命的。它們無法像包圍著星系的暗物質暈那樣長期存在。軸子星一旦質素突破某個極限，就會變得不穩定。它們會爆炸並釋出大量輻射。
研究人員認為，爆炸產生的輻射，會加熱存在於首批原子形成後至首批恒星誕生前的時期內，也就是宇宙大爆炸後5千萬年到5億年之間的星系際氣體。
電子和質子結合起來形成首批原子的時期，在宇宙演化史上被稱為「復合期（era of recombination）」。這意味著從此時開始，電子不再無休止地散射光子。而對於光子而言，宇宙在此時突然變成透明的了。此時出現的所謂「第一道光」今天依然可以見到——但它已經變成了「化石」，滲透到了整個宇宙中，它就是「宇宙微波背景輻射」。
而國王學院的科學家認為，當初軸子星的爆炸會在宇宙微波背景輻射中留下銘印。即使是較小的軸子星，也會在爆炸後產生電磁暈。假如我們能夠在21厘米的射電波波段上，找到這些銘印，就能確認暗物質是由軸子組成的。
參考
King's scientists edge closer to finding truth behind dark matter
https://www.kcl.ac.uk/news/kings-scientists-edge-closer-to-finding-truth-behind-dark-matter
Soliton merger rates and enhanced axion dark matter decay
https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.043019
