中國天文學家在黑洞與暗物質的相互作用研究取得進展

中國科學院雲南天文台徐兆意博士、侯賢副研究員、王建成研究員等開展了黑洞與暗物質相互作用的系列理論研究，提出許多暗物質模型，如冷暗物質、標量場暗物質、理想流體暗物質等。對於冷暗物質和標量場暗物質，雲南天文台研究團隊得到暗物質中的穩態黑洞時空解析解，發現暗物質增加黑洞的視界，減小黑洞的能層，但不改變黑洞的時空奇點，而黑洞對周圍的暗物質密度分佈有重要影響。對於理想流體暗物質和宇宙學常數下的黑洞，研究團隊得到旋轉黑洞的時空解，發現黑洞的視界和能層取決於暗物質參數和宇宙學常數。

人們普遍認為超大質量黑洞位於包括銀河系在內的大多數星系的中心，直接探測黑洞仍然是天文學中最重要的問題之一。徐兆意表示，在確定黑洞性質（如黑洞的質量和自旋）的不同方法中，利用特長基線干涉儀觀測黑洞的陰影可能是最令人興奮和有趣的方法。

研究團隊計算了理想流體暗物質中旋轉黑洞的陰影，發現黑洞陰影的形狀受到黑洞旋轉和暗物質參數的影響；計算了銀河系中心超大質量黑洞人馬座A*的陰影，發現冷暗物質和標量場暗物質對黑洞陰影形狀的影響不同；研究了不同物質（包括暗物質、塵埃和輻射）對黑洞陰影的影響，發現暗物質對黑洞陰影的影響最顯著。

【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《宇宙學與天體物理學報》