近日，我院博士生郭森、硕士生李冠儒与导师梁恩维教授合作在黑洞阴影研究方面取得进展，研究成果以“Influence of Accretion Flow and Magnetic Charge on the Observed Shadows and Rings of the Hayward Black Hole”为题被美国物理学会旗下期刊《Physical Review D》接收发表。

2019年人类首次用事件视界望远镜(EHT)拍到M87星系中心超大质量黑洞的超高角分辨率图像，标志着黑洞真实存在于我们的宇宙中。黑洞照片呈现为一个黑暗的中心区域（黑洞阴影）和明亮的环外观（光子环）。这也使得黑洞阴影的研究成为当前最为热门的研究方向。阴影的产生被归结于引力透镜效应，即光线经过黑洞附近时，由黑洞产生的强引力导致光线偏折，在其周围产生的一个明亮的通信区域。

Hayward黑洞解是由非线性电磁场耦合爱因斯坦场方程得到的正则解，其主要特征在于中心没有奇点。奇点/磁荷如何对阴影产生影响，以及在天文学中更加真实的吸积流是否改变阴影形状和光度一直有待解决。研究小组通过建立黑洞周围光子的运动方程，用解析和数值的方法计算了不同参数下Hayward黑洞阴影半径。通过对比EHT数据，建立了该黑洞在理论上和天文观测上的物理联系。运用光线追踪法，讨论了黑洞周围光线偏转情况，绘制了光线路径。通过进一步考虑静态/动态球形吸积流和薄盘吸积流模型，调查了吸积流细节对阴影的影响，分别计算得到三种模型下的观测强度，并绘制了二维阴影图像，最终得出结论：黑洞阴影是一种时空几何特征，而阴影和光子环的亮度受到吸积流性质和自身磁荷影响。

论文作者：郭森（博士生），李冠儒（硕士生），梁恩维（通讯作者）。