宇宙中存在许多旋转椭球星，自牛顿时代就有许多天文学家和物理学家采用理论方法来研究星体引力的特性。然而，人们能否从观测上研究引力特性，能否利用微观粒子（如光子、电子）在赤道平面内测地运动及其散射问题获取星体基本特性（如星体质量、半径和平均密度等），这是一个值得深入探讨的重要问题。

　　新疆天文台脉冲星团组研究员高志福和中国科学技术大学陈次星博士经过两年时间研究，首次得到旋转椭球星体在弯曲空间下狄拉克方程的不同解（分别对应弱引力场近似下的狄拉克旋量八种量子能态），并对狄拉克旋量的散射截面及散射振幅进行研究。研究人员在基于简化的麦克劳林球模型中选取引力势，经过演绎推导，获得了长波近似下弯曲空间狄拉克旋量的散射振幅。研究结果表明，散射截面对星体密度变化的敏感性与星体密度成正比。该项研究主要集中在建立散射物理模型，期待与未来的观测数据（散射截面和测地线、稳定轨道等物理量）进行对比，以期检验和改进理论模型。

　　该研究发表在国际著名期刊《欧洲物理杂志C:场论与粒子物理》上（The European Physical Journal C, 2020, 80：582）。研究结果可以应用于白矮星、主序星、红巨星、超巨星等星体，只要这些星体内部物质是由低密度、不可压缩的流体组成，并且引力场很弱，可以采用牛顿近似来处理。该研究把星体引力特性与散射截面联系在一起，开创了研究引力特性的新方法，有助于揭示旋转椭球星的引力之谜。