近日，我院黄宇翔博士与合作者围绕“完美流体暗物质”背景下旋转黑洞的视界尺度成像问题开展研究，系统分析了暗物质对黑洞阴影、光子轨道和吸积盘辐射形态的影响。研究团队结合理论分析与高分辨率广义相对论光线追踪模拟，在230 GHz和86 GHz两个观测频段下重建了黑洞吸积盘图像，发现完美流体暗物质的引入会显著改变黑洞附近时空结构，使黑洞阴影缩小、亮新月状辐射区增强，并对旋转黑洞典型的非对称形态产生可观测影响。

黑洞阴影及其周围辐射结构是检验强引力理论和探索暗物质效应的重要窗口。研究团队首先利用事件视界存在条件和最内稳定圆轨道（ISCO）条件，对黑洞自旋参数和暗物质强度参数的物理允许范围进行了约束；随后结合事件视界望远镜（EHT）对M87和Sgr A阴影角直径的观测结果，进一步限定了完美流体暗物质参数空间。结果表明，该模型能够在一定参数范围内自然再现M87所呈现的紧致阴影和新月状辐射形态，其中M87对应的暗物质参数范围约为0.278≤k≤0.5，Sgr A*对应范围约为0.419≤k≤0.5。这表明暗物质可能在塑造超大质量黑洞视界尺度观测特征中发挥不可忽视的作用。

相关研究成果以“Impact of perfect fluid dark matter on the appearance of rotating black hole”为题发表在天体物理期刊《Physics of the Dark Universe》上。

中文题目：完美流体暗物质对旋转黑洞观测形态的影响

作者：黄宇翔（博士研究生）；梁恩维（通讯作者）；郭森（重庆师范大学）； 林恺（巴西坎皮纳格兰德联邦大学）

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212686426000142?via%3Dihub