星系中心费米子暗物质核的成像

当前对银河系中心和M87星系中心的超大质量黑洞（SMBH）候选体的成像，开启了研究强引力和相对论源本质的前所未有的时代。甚长基线干涉测量（VLBI）数据显示出与广义相对论（GR）框架下的中心超大质量黑洞相一致的图像。然而，考虑广义相对论内其他有充分动机的暗致密天体是否能产生类似图像至关重要。近期研究表明，被建模为中性费米子自引力系统的暗物质（DM）晕，其中心可以容纳非常致密的费米子核，这些核能够模拟黑洞（BH）的时空特征。这种致密、无事件视界的暗物质核可以满足观测约束：它们可以是超大质量且致密的，并且缺乏硬表面。我们研究了当被吸积盘照亮时，这类核是否能产生与黑洞相似的观测特征。我们采用广义相对论光线追踪技术计算了费米子核的图像和光谱，假设辐射源自标准$\alpha$盘，并在当前暗物质框架内自洽求解。我们的模拟图像具有中心亮度凹陷，周围环绕环状特征，类似于黑洞场景中的预期。对于类银河系晕，从约$8\,$kpc距离处测量，中心亮度凹陷的直径可小至$\sim 35\, \mu$as。最后，我们表明暗物质核不具有光子环，这是与黑洞范式的关键区别，可能有助于区分这两种模型。