由南汉普顿大学主导的一项研究表明，一个黑洞正以接近其可能的最大速度绕轴旋转。这项研究由英国皇家学会(Royal Society)资助，发表在《天体物理学》(Astrophysical Journal)上。该研究由剑桥大学领导的一个国际天文学家团队组成，进一步揭示了黑洞的特征及其周围环境。通过使用最先进的技术进行观测，研究小组发现了证据，证明我们星系中一个恒星质量黑洞(被称为4U 1630-472)在吸收下落物质的同时，正以理论允许转速的92~95%速度围绕其轴心快速旋转。它受到重力和温度的影响，以至于它开始发出明亮的x射线，这是天文学家用望远镜看到的。
博科园-科学科普：根据爱因斯坦的广义相对论(GR)，如果一个黑洞快速旋转，那么它将以一种不同于不旋转的黑洞方式改变它周围的空间和时间。这种由高自旋速率引起的改变会在物质在消失之前非常靠近黑洞旋转时所产生的辐射形状上留下印记。因此，如果能够以某种方式确定发射光谱的形状变化，那么GR就可以用来测量黑洞的自旋。
这项研究的发现意义重大，因为之前大约5个黑洞的高自旋速率已经被精确量化。来自南安普敦大学的Mayukh Pahari博士是这项研究的主要作者表示：检测能让我们测量自旋的信号是极其困难。这个特征嵌入到光谱信息中，而光谱信息与物质坠入黑洞的速度非常相关。
钱德拉图像显示，在星系炽热的气体大气中，有一对巨大的气泡，或称空腔，每一对气泡都是由中央超大质量黑洞产生的喷流形成。图片：X-ray: NASA/CXC Illustration: CXC/M. Weiss.
然而由于黑洞周围环境的辐射，光谱往往非常复杂。在观测过程中，研究人员很幸运地直接从坠入黑洞的物质的辐射中获得了光谱，并且很简单地测量了旋转黑洞造成的扭曲。当一颗大质量恒星死亡时，物质在强大的引力作用下被挤压到一个很小的空间中，并被困在光线中，黑洞就产生了。引力如此之大，以致于恒星核心的整个质量都被挤压成一个理论点。然而，这一点是不能直接看到的，因为任何东西，甚至光，都不能从它周围的区域逃逸出来，这就证明了黑洞这个名字是正确的。天文学上的黑洞只有两种特性：质量和自旋速率。因此，对这两种性质的测量对于探测宇宙某些极端方面以及与之相关基础物理具有独特的重要性。
博科园-科学科普｜研究/来自: 南安普顿大学
参考期刊文献:《天体物理学》
DOI: 10.3847/1538-4357/aae53b
发表于 2020-2-26 15:03
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