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暗物质对黑洞阴影影响最显著

2019-1-14 09:39:23
科技日报




中国科技网·科技日报讯 (记者赵汉斌)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。

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