中國首次通過計算獲得黑洞在暗物質暈中光學陰影

黑洞陰影，是指當黑洞後面存在一個遙遠的光源時，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果。雲南天文台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暈中的光學陰影。

對黑洞陰影的觀測，被認為是直接探測黑洞的一種重要方法，並且可以加深對黑洞本質的認識。 因此，研究不同時空下的黑洞陰影，成為天體物理領域的熱點。 國外建設中的“黑洞視界望遠鏡”的科學目標，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。

對暗物質的理論和觀測研究是當前天體物理學的一個重要領域。 銀河系中心暗物質密度高，是可觀測的最強的暗物質源。 近年來費米衛星等高能天文方面的觀測，也為銀河系中心存在暗物質提供了新證據，因此研究銀河系中心黑洞人馬座A星在暗物質暈中的陰影，具有特別重要的意義。

雲南天文台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模型和標量暗物質模型下，黑洞人馬座A星的陰影。 結果發現，暗物質暈對黑洞陰影的影響很小，但要觀測到兩種暗物質暈對黑洞陰影的影響，所需要的望遠鏡的角分辨率，超過了當前黑洞視界望遠鏡所能達到的水平。 此外，兩種暗物質暈所要求的角分辨率相差一百倍。

研究結果表明，探測暗物質暈對人馬座A星陰影的影響，需要具有更高角分辨率的天文設備。 同時，觀測人馬座A星陰影，為鑑別兩種暗物質模型提供了新途徑，有助於人們更好地認識暗物質的本質屬性。

【圖：互聯網；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《宇宙學與粒子天體物理》期刊