沉浸于暗物质尖峰中的 Sgr A* 黑洞建模

Sourabh Nampalliwar; Saurabh K.; Kimet Jusufi; Qiang Wu; Mubasher Jamil; Paolo Salucci

doi:10.3847/1538-4357/ac05cc

沉浸于暗物质尖峰中的 Sgr A* 黑洞建模

高能天体物理现象 2021-08-06 v2 星系天体物理广义相对论与量子宇宙学

作者: Sourabh Nampalliwar , Saurabh K. , Kimet Jusufi , Qiang Wu , Mubasher Jamil , Paolo Salucci

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摘要

在本文中,我们研究了暗物质(DM)尖峰对银河系中心黑洞(BH)Sgr A* 邻近区域的影响。我们的主要目标是探究当前和未来的 Sgr A* 天文观测能否探测到此类 DM 尖峰的存在。首先,我们构造了具有 DM 尖峰的静态球对称 BH 周围的时空度规,随后利用 Newman-Janis-Azreg A"{i}nou 算法将该解推广到旋转 BH。对于静态 BH 度规,我们利用绕 Sgr A* 运行的 S2 星的数据来确定并分析刻画 BH 周围 DM 晕密度和 innermost 边界的两个自由参数的约束。此外,借助银河系中 DM 尖峰密度 $\rho_\text{sp}$ 和 DM 尖峰半径 $R_\text{sp}$ 的可用观测数据,我们考虑了 Sgr A* BH 周围的几何厚吸积盘模型,并证明对于真实的 DM 密度,DM 分布对 BH 阴影半径和图像的影响相当微弱,仅当 BH 附近 DM 密度达到 $\rho_\text{sp} \sim (10^{-19}-10^{-20})$ g/cm $^3$ 量级时才变得显著。我们进一步用射电干涉测量分析观测此效应的可能性,利用类 EHT 阵列模拟观测,发现其在近期不太可能被探测到。

关键词

暗物质尖峰 Sgr A* 黑洞时空度规 Newman-Janis-Azreg A"{i}nou 算法黑洞阴影射电干涉测量类 EHT 阵列

引用

@article{arxiv.2103.12439,
  title  = {Modelling the Sgr A* Black Hole Immersed in a Dark Matter Spike},
  author = {Sourabh Nampalliwar and Saurabh K. and Kimet Jusufi and Qiang Wu and Mubasher Jamil and Paolo Salucci},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12439},
  year   = {2021}
}

备注

Minor updates; accepted for publication in ApJ

沉浸于暗物质尖峰中的 Sgr A* 黑洞建模

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关键词

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