暗物质对黑洞阴影影响最显著

赵汉斌

2019年01月14日  来源：科技日报

来自中国科学院云南天文台的消息，该台近期开展的“黑洞与暗物质相互作用”的系列理论研究取得了重要进展。

宇宙中充满大量暗物质，它们如何影响黑洞的时空特性，黑洞又如何影响暗物质的分布？为此人们提出许多暗物质模型，如冷暗物质、标量场暗物质、理想流体暗物质等。对于冷暗物质和标量场暗物质，云南天文台徐兆意、侯贤、王建成等人组成的研究团队得到暗物质中的稳态黑洞时空解析结果，他们发现暗物质增加黑洞的视界，减小黑洞的能层，但不改变黑洞的时空奇点，而黑洞对周围暗物质密度分布有重要影响。对于理想流体暗物质和宇宙学常数下的黑洞，研究团队得到旋转黑洞的时空解，发现黑洞的视界和能层取决于暗物质参数和宇宙学常数。

探测黑洞仍是天文学中最重要的问题之一。人们认为黑洞的阴影是一个明亮天体经过黑洞后投射的光学图像，观测者看到的是一个二维的黑暗区，它不仅提供黑洞基本性质的信息，还可检验广义相对论，探测黑洞周围的暗物质性质。

研究团队计算了理想流体暗物质中旋转黑洞的阴影，发现黑洞阴影的形状受到黑洞旋转和暗物质参数的影响；计算了银河系中心超大质量黑洞SgrA*的阴影，发现冷暗物质和标量场暗物质对黑洞阴影形状的影响不同；研究了包括暗物质、尘埃和辐射等不同物质对黑洞阴影的影响，发现暗物质对黑洞阴影的影响最显著。

目前，他们已在国际刊物《宇宙论与天体粒子物理学杂志》和《经典和量子引力》上发表5篇文章，这些理论研究结果或将为未来黑洞直接探测提供重要的依据和图像。（赵汉斌）