現在天體物理領域中有哪些亟待解決的難題呢？

謝邀。

難題非常多，題主說的亟待解決的難題，我想是某領域內的解決後能極大推動該領域發展的問題吧。隨便列幾個如下：

• 相接雙星的公共包層演化

相接雙星指一顆或兩顆星的物質充溢洛希瓣後發生不穩定的物質轉移（如主星的物質被伴星吸積），物質外流形成包層，包裹兩顆星，這個包層稱為公共包層。公共包層的結構和動力學演化的研究，40年來，理論、模型、數值模擬、觀測，沒有多少進展。公共包層有多重要？涉及雙中子星、黑洞的相接大質量恆星演化、作為標準燭光的Ia型超新星等。

• 太陽各類爆發現象的磁重聯機制

稀薄的等離子體攜帶磁場運動，稱為磁流體。相互靠近的磁流體，如果磁場反平行，可能發生磁重聯。如下圖，磁力線在中間發生重新連接，磁流體沿兩端拋射（磁力線被帶到兩端）。太陽耀斑、日冕物質拋射等被認為和磁重聯有關。

• 大質量恆星爆發機制

大質量恆星演化晚期，將以核坍縮超新星爆髮結束。其爆發後的遺迹是高能宇宙線的一個來源，其形成的緻密天體（中子星、奇異夸克星、黑洞）又是許多高能現象的基礎和基礎物理的重要研究對象。目前，核坍縮超新星的爆發機制仍然在迷霧中，核坍縮的物理過程不太清楚，中微子流的貢獻幾何等等（下圖是著名的超新星SN 1054的遺迹蟹狀星雲）。超新星介紹見我的一個回答超新星爆炸可以多恐怖？Paul Kant的回答

• 緻密天體的結構和演化

緻密天體，這裡指中子星、奇異夸克星，它們是白矮星坍縮或大質量恆星演化的產物。關於中子星的內部結構（物態方程）的模型，arXiv上有數不盡的文章，而且還在灌水。本質上，其內部結構是高度緻密下的強相互作用的物質形態，我們理論和實驗都知之甚少。以下是wiki上的圖，圖文說明可參考我的一個回答中子星物質如果離開中子星，會變回普通物質嗎？Paul Kant的回答

• 暗物質和大尺度結構

宇宙大尺度結構是在非常大的範圍研究物質分布（星系的分布），我們都知道暗物質假設來自旋渦星系的異常旋轉曲線，暗物質提供了另外的引力場，嚴重影響宇宙大尺度結構。人們用N bodies模擬的方法，在不同的暗物質類型下，模擬大尺度結構，對比觀測，反向研究暗物質。模擬結果大感意外，熱暗物質無法形成星繫結構，冷暗物質過於纖維化，溫暗物質和觀測接近。

更多，可參考陸埮院士主編的兩卷本《現代天體物理》

謝邀

終極理論不是也很熱門嗎?

前面有人說了暗物質，其實包括暗能量啊什麼的其實我們都沒有解決……

長江後浪推前浪，甚至量子糾纏對於相對論也有衝擊啊……難題真的很多

對了還有太陽外層空間的反常熱遞增。