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科学家找到研究银心黑洞自转的方法

发布单位台北市立天文科学教育馆

物理学家认为黑洞只有三个独立的特性质量电荷和角动量由于黑洞所捕获的物质基本上是电中性因此黑洞的电荷应几乎为零而黑洞的质量决定其事件视界的大小可以通过周围物质运动的轨道测量质量但是黑洞的旋转就很难研究了黑洞会如同恒星或行星自转可是黑洞没有像恒星和行星那样的物理表面提供测量由于与质量一样黑洞自旋也是一种时空性质因此自旋会造成空间改变要测量黑洞的自旋需要研究物质在黑洞附近的行为目前已测量到超大质量黑洞的自旋如研究其吸积盘发出的X射线会受自旋改变能量或如M87影像中朝向我们旋转的一侧的光环更亮但是我们不知道银河系中心黑洞的自旋由于银心黑洞不是很活跃也比M87中的黑洞小得多我们不能通过观察它附近的光来测量它的自旋但是在Astrophysical Journal Letters的论文提出另一种测量自旋的方法

吸积盘发出的X射线
▲黑洞与吸积盘同向或不同向转动的X光波段能量分布图

作者提出参考系拖曳Frame-dragging方式当质量旋转时它会稍微扭曲周围的空间这种现象已经由测量绕地人造卫星证实虽然黑洞无法如地球在其周围的轨道上放置探测器测量但是作者认为可测量黑洞周围恒星运动证实尤其大约有40颗被编号S的恒星其轨道非常靠近黑洞随着时间的推移它们的轨道会因参考系拖曳的效果而改变如果可以测量这些偏移就可以测量自旋在这项新研究中团队研究了S星的轨道没有发现参考系拖曳效应因此银心黑洞必定缓慢旋转可能其旋转度小于黑洞最大可能旋转度的10%相较之下M87黑洞的旋转速度快多了编译/台北天文馆助理研究员李瑾

40颗被编号S的恒星

资料来源Universe Today