由南漢普頓大學(xué)主導(dǎo)的一項(xiàng)研究表明，一個(gè)黑洞正以接近其可能的最大速度繞軸旋轉(zhuǎn)。這項(xiàng)研究由英國(guó)皇家學(xué)會(huì)(Royal Society)資助，發(fā)表在《天體物理學(xué)》(Astrophysical Journal)上。該研究由劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)組成，進(jìn)一步揭示了黑洞的特征及其周圍環(huán)境。通過使用最先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行觀測(cè)，研究小組發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，證明我們星系中一個(gè)恒星質(zhì)量黑洞(被稱為4U 1630-472)在吸收下落物質(zhì)的同時(shí)，正以理論允許轉(zhuǎn)速的92~95%速度圍繞其軸心快速旋轉(zhuǎn)。它受到重力和溫度的影響，以至于它開始發(fā)出明亮的x射線，這是天文學(xué)家用望遠(yuǎn)鏡看到的。

博科園-科學(xué)科普：根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論(GR)，如果一個(gè)黑洞快速旋轉(zhuǎn)，那么它將以一種不同于不旋轉(zhuǎn)的黑洞方式改變它周圍的空間和時(shí)間。這種由高自旋速率引起的改變會(huì)在物質(zhì)在消失之前非?？拷诙葱D(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的輻射形狀上留下印記。因此，如果能夠以某種方式確定發(fā)射光譜的形狀變化，那么GR就可以用來(lái)測(cè)量黑洞的自旋。這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)意義重大，因?yàn)橹按蠹s5個(gè)黑洞的高自旋速率已經(jīng)被精確量化。來(lái)自南安普敦大學(xué)的Mayukh Pahari博士是這項(xiàng)研究的主要作者表示：檢測(cè)能讓我們測(cè)量自旋的信號(hào)是極其困難。這個(gè)特征嵌入到光譜信息中，而光譜信息與物質(zhì)墜入黑洞的速度非常相關(guān)。

然而由于黑洞周圍環(huán)境的輻射，光譜往往非常復(fù)雜。在觀測(cè)過程中，研究人員很幸運(yùn)地直接從墜入黑洞的物質(zhì)的輻射中獲得了光譜，并且很簡(jiǎn)單地測(cè)量了旋轉(zhuǎn)黑洞造成的扭曲。當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星死亡時(shí)，物質(zhì)在強(qiáng)大的引力作用下被擠壓到一個(gè)很小的空間中，并被困在光線中，黑洞就產(chǎn)生了。引力如此之大，以致于恒星核心的整個(gè)質(zhì)量都被擠壓成一個(gè)理論點(diǎn)。然而，這一點(diǎn)是不能直接看到的，因?yàn)槿魏螙|西，甚至光，都不能從它周圍的區(qū)域逃逸出來(lái)，這就證明了黑洞這個(gè)名字是正確的。天文學(xué)上的黑洞只有兩種特性：質(zhì)量和自旋速率。因此，對(duì)這兩種性質(zhì)的測(cè)量對(duì)于探測(cè)宇宙某些極端方面以及與之相關(guān)基礎(chǔ)物理具有獨(dú)特的重要性。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自:??南安普頓大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn):《天體物理學(xué)》

論文DOI: 10.3847/1538-4357/aae53b

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