研究小组发现黑洞周围存在暗物质的间接证据

暗物质不发射或反射光，也不与电磁力相互作用，因此特别难以探测。尽管如此，香港教育大学(教大)的研究团队证实，黑洞周围存在大量暗物质。研究结果发表在《天体物理学杂志快报》杂志上。

该团队选择了附近的两个黑洞(A0620-00和XTEJ1118+480)作为研究对象，两者都被视为双星系统。也就是说，每个黑洞都有一颗伴星围绕着它运行。根据伴星的轨道，观测表明它们的轨道衰减率约为每年1毫秒(1ms)，比每年约0.02ms的理论估计值高出约50倍。

为了检验黑洞周围是否存在暗物质，教大团队通过计算机模拟，将学术界广泛持有的“暗物质动力摩擦模型”应用于两个选定的双星系统。研究小组发现，伴星的快速轨道衰减与观测到的数据完全吻合。

值得注意的是，这是间接证据表明黑洞周围的暗物质会产生显着的动力摩擦，从而减慢伴星的轨道速度。

这些发现证实了20世纪末提出的理论假设，代表了暗物质研究的突破。根据这个假设，足够靠近黑洞的暗物质会被吞噬，留下的残余物需要重新分配。这个过程最终会在黑洞周围形成一个“密度尖峰”。

科学及环境学系副教授兼首席研究员陈文豪博士解释说，如此高密度的暗物质会以类似于拖曳力的方式对伴星产生动力摩擦。

“这是有史以来第一项应用‘动态摩擦模型’的研究，旨在验证和证明黑洞周围暗物质的存在，”他说。“这项研究为未来的暗物质研究提供了一个重要的新方向。”

陈博士进一步提到，以往的研究主要依靠伽马射线和引力波探测来检测暗物质的存在，这取决于罕见事件的发生，例如两个黑洞的合并。据他说，这可能需要天文学家长时间等待。

然而，教大团队采用的新颖方法将不再受这些限制。他补充说，“仅在银河系中，就有至少18个与我们研究对象相似的双星系统，它们可以提供丰富的信息，帮助解开暗物质之谜。”