教大獲研資局資助 首證黑洞周圍存有大量暗物質
暗物質（dark matter）一直是不少天文學家醉心研究的課題，它主宰著宇宙膨脹和星系形成，惟人類卻對它所知甚少。
暗物質之所以有此稱謂，是因為它不會發出任何光線，又不會與電磁力互動，因此難以用任何方式觀測。然而，香港教育大學（教大）透過計算黑洞伴星（companion star）的公轉速度，間接證實黑洞外圍存在大量暗物質，開創暗物質研究的先河。有關研究獲研資局資助，結果已經由同儕評審，並刊載於《天文物理期刊通訊》。
教大團隊選定其中兩個與地球最接近的黑洞（A0620-00和XTE J1118+480）作為研究對象，兩者均屬於聯星系統，即有一顆伴星環繞著黑洞公轉。根據兩顆伴星的軌跡及觀測數據，發現它們的公轉速度按年減少約1毫秒，與專家估算的（每年下降約0.02毫秒）相差近50倍。
為了驗證暗物質是否存在，團隊透過電腦，模擬將「暗物質阻力模型」（dark matter dynamical friction model）應用到這兩個黑洞系統，結果發現伴星公轉的下降速率與團隊假設的結果一致，亦即間接證實黑洞附近存有大量暗物質，的確會對伴星構成巨大阻力，令其公轉速度減慢。
是次發現亦被視為暗物質研究的重大突破，印證上世紀末物理學家所提出的猜想。他們認為，接近黑洞的暗物質會被吞噬，過程會令剩餘的暗物質重新分布，造成黑洞周圍的暗物質特別密集。
負責研究的教大科學與環境學系副教授陳文豪博士解釋，高密度暗物質會產生類似摩擦力的阻力，拖慢伴星的公轉速度。他又指出：「今次是全球首次有研究人員利用阻力模型，驗證黑洞周遭有大量暗物質的存在，為研究暗物質開闢全新的方向。」
陳博士並提到，過往天文學界普遍透過觀測伽瑪射線以及重力波，去探測黑洞周遭是否有暗物質存在。不過，上述方法或要依賴罕見天文現象（例如黑洞合併）出現，可能需經年的等候，而教大今次研究卻可突破有關限制。他說：「銀河系至少有18個同類型的聯星系統可供研究，它們能夠提供大量寶貴資料，有助我們日後探討有關暗物質的更多特性。」
相關研究報告內容，請參閱《天文物理期刊通訊》期刊網站： https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acaafa
—完—
教大獲研資局資助 首證黑洞周圍存有大量暗物質
