黑洞如何吞噬暗物质

艺术家对星系中心超大质量黑洞扭曲时空的示意图。黑洞吞噬暗物质的速度取决于其质量和周围暗物质的数量。

为了更好地理解似乎主宰宇宙的莫名其妙的暗物质，科学家们模拟了超大质量黑洞是如何形成这种奇怪的宇宙物质的。

暗物质不反射光，也不与普通物质相互作用，除非通过引力。因此，新的研究发现，当暗物质被黑洞吞噬时，它的行为与正常物质有所不同。

例如，当正常物质落入黑洞时，它会加热并辐射光。辐射强度如此之大，以至于它实际上阻止了物质在黑洞上的吸积，科学家称之为爱丁顿极限。但因为暗物质不会发光，所以这种效应并不适用于它。

如果不计算混合物中的暗物质，爱丁顿极限将很难解释一些超大质量黑洞是如何产生体质量的。

墨西哥国立自治大学的天体物理学家、研究负责人泽维尔·埃尔南德斯说：“可能有一个共识，那就是你必须至少在黑洞上发现一些暗物质的吸积，才能解释它们是如何变得如此之大的。”

由于爱丁顿极限不适用于暗物质，研究人员发现，如果暗物质在黑洞附近足够密集，它可以在他们称之为失控吸积的过程中迅速下落。

埃尔南德斯在接受《太空网》采访时表示：“它越大，吸积得越快，吸积的越快，它就越大，所以你最终会遇到麻烦。”

失控的吸积会导致黑洞膨胀得如此之快，吞噬了如此之多的暗物质，以至于整个周围的星系都会扭曲得面目全非。

埃尔南德斯说：“当你研究黑洞质量的极端范围时，你会发现这种效应可能占主导地位，并将导致黑洞吞噬整个星系。”

但这似乎并没有发生在被认为占据大多数星系中心的超大质量黑洞身上，包括我们银河系的中心。这意味着暗物质在那里可能不会太稠密。

埃尔南德斯说，由于一些星系形成模型确实要求在星系中心形成密度极高的暗物质团，这些发现可能会迫使人们重新考虑这些模型。

对于大多数超大质量黑洞中没有失控吸积的另一种解释可能是，暗物质如何与自身相互作用的物理原理仍然被误解。埃尔南德斯说，暗物质与正常物质的相互作用不大并不一定意味着它与其他暗物质的相互影响不大。