暗物质环境对黑洞阴影的扰动效应

构建描述嵌入暗物质环境中的黑洞的时空解是探测暗物质强引力场性质的关键步骤。目前尚无唯一或系统化框架来建模此类配置，常采用的多种方法存在方法论模糊问题。为此，我们基于扰动框架描述静态球对称黑洞受周围暗物质分布引起的变形。在此框架下，我们计算黑洞光球半径和黑洞阴影半径的领先阶扰动，假设为通用暗物质 halo profile。随后我们应用该形式于物理上合理的密度 profile，包括 Hernquist 和 Navarro-Frenk-White 模型，获得扰动度函数和 Schwarzschild 背景下临界影响参数的闭式解析表达式。使用这些结果，我们获得相应阴影偏差的定量估计，发现其远超 Keck 和 VLTI 测量所设定的当前观测界限。作为一致性检验，我们进一步估算 S2 星轨道半径内包含的总暗物质质量，表明其远低于 GRAVITY 合作项目报告的 $0.1$ 上限。总体而言，本方法为调查暗物质对黑洞现象学的扰动效应提供了系统化途径，包括引力波观测的潜在含义。