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云南天文台首次计算获得银河系中心黑洞在暗物质晕中的光学阴影

文章来源:云南天文台    发布时间:2018-07-13  【字号:      】

  千亿国际|官网云南天文台高能天体物理研究组副研究员侯贤、博士徐兆意、助理研究员周明和研究员王建成通过解析计算,首次获得了银河系中心黑洞Sgr A*在暗物质晕中的光学阴影(shadow)。该研究成果已发表在国际期刊《宇宙学与粒子天体物理杂志》上。

  黑洞shadow是指当黑洞后面存在一个遥远的光源时,地球上的观测者所看到的黑洞在天空中的剪影,是爱因斯坦广义相对论的自然结果。研究不同时空下的黑洞shadow是当前天体物理领域的一个热点,而对黑洞shadow的观测被认为是直接探测黑洞的一种重要的方法,并且可以加深对黑洞本质的认识。建设中的“黑洞视界望远镜”(Event Horizon Telescope) 的科学目标即为在未来获得银河系中心黑洞Sgr A*和Virgo星系中心黑洞M87的shadow。

  根据宇宙学标准模型,宇宙中27%的成分为暗物质,对暗物质的理论和观测研究是当前天体物理学的一个重要领域。而银河系中心由于距离近、暗物质密度高,被认为是可观测的最强的暗物质源。近年来高能天文方面的观测(如费米卫星,H.E.S.S地面切伦科夫望远镜)也逐步为银河系中心存在暗物质提供了一定的证据。因此研究银河系中心黑洞Sgr A*在暗物质晕中的shadow就具有特别重要的意义。

  侯贤等人研究了在当前两种流行的暗物质模型下(冷暗物质模型和标量暗物质模型)黑洞Sgr A*的shadow,结果发现:(1) 暗物质晕对黑洞shadow的影响很小,而要观测到两种暗物质晕对黑洞shadow的影响所需要的望远镜的角分辨率超过了当前“黑洞视界望远镜”所能达到的水平。(2) 两种暗物质晕所要求的角分辨率相差100倍。该研究结果表明,探测暗物质晕对Sgr A* shadow的影响需要未来具有更高角分辨率的天文设备,特别是由于两种暗物质晕所需要的角分辨率存在较大差异,观测Sgr A* shadow就为鉴别两种暗物质模型提供了一种新的途径,有助于人们更好地认识暗物质的本质属性。

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(责任编辑:叶瑞优)

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