我國首次通過計算獲得黑洞在暗物質(zhì)暈中光學(xué)陰影

黑洞陰影，是指當(dāng)黑洞后面存在一個遙遠(yuǎn)的光源時，地球上的觀測者所看到的黑洞在天空中的剪影，這也是愛因斯坦廣義相對論的自然結(jié)果。云南天文臺研究人員日前首次通過計算獲得銀河系中心黑洞在暗物質(zhì)暈中的光學(xué)陰影，研究成果發(fā)表在最新一期著名國際期刊《宇宙學(xué)與粒子天體物理雜志》上。

對黑洞陰影的觀測，被認(rèn)為是直接探測黑洞的一種重要方法，并且可以加深對黑洞本質(zhì)的認(rèn)識。因此，研究不同時空下的黑洞陰影，成為天體物理領(lǐng)域的熱點(diǎn)。國外建設(shè)中的“黑洞視界望遠(yuǎn)鏡”的科學(xué)目標(biāo)，就是為了獲得銀河系中心黑洞人馬座A星和處女座星系中心黑洞M87的陰影。

對暗物質(zhì)的理論和觀測研究是當(dāng)前天體物理學(xué)的一個重要領(lǐng)域。銀河系中心暗物質(zhì)密度高，是可觀測的最強(qiáng)的暗物質(zhì)源。近年來費(fèi)米衛(wèi)星等高能天文方面的觀測，也為銀河系中心存在暗物質(zhì)提供了新證據(jù)，因此研究銀河系中心黑洞人馬座A星在暗物質(zhì)暈中的陰影，具有特別重要的意義。

云南天文臺高能天體物理研究組副研究員侯賢等人研究了在冷暗物質(zhì)模型和標(biāo)量暗物質(zhì)模型下，黑洞人馬座A星的陰影。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)暈對黑洞陰影的影響很小，但要觀測到兩種暗物質(zhì)暈對黑洞陰影的影響，所需要的望遠(yuǎn)鏡的角分辨率，超過了當(dāng)前黑洞視界望遠(yuǎn)鏡所能達(dá)到的水平。此外，兩種暗物質(zhì)暈所要求的角分辨率相差100倍。

研究結(jié)果表明，探測暗物質(zhì)暈對人馬座A星陰影的影響，需要具有更高角分辨率的天文設(shè)備。同時，觀測人馬座A星陰影，為鑒別兩種暗物質(zhì)模型提供了新途徑，有助于人們更好地認(rèn)識暗物質(zhì)的本質(zhì)屬性。(記者趙漢斌)