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天文学家用新方法计算超大质量黑洞自旋速度

发布时间:2021-08-27

  传统方法于1995年提出,目前仍有争议。因为没有光线能从黑洞旋转的事件视界发出来,天文学家转而寻找一个替代物—X射线。传统方法靠探测黑洞冕中发出的X射线,马经精版料 香港,黑洞冕位于黑洞吸积盘平面的上下位置。X射线被吸积盘反射而飞向地球,人们有时能分辨出其中有明显的铁特征谱线。黑洞转速越高,吸积盘离黑洞的事件视界越近,万有引力也就越强,会扭曲铁线,使其扩展到更宽的X射线月,天文学家公布了用美国国家航空航天局(NASA)核光谱望远镜阵列(NuSTAR)任务数据计算的自旋结果。NuSTAR能探测到高能X射线,让研究人员分辨黑洞万有引力对铁特征谱线的影响。

  在新研究中,研究小组利用欧洲空间局XMM-Newton卫星,研究集中在直接从吸积盘发出的更微弱的低能X射线万倍的黑洞。X射线的频谱形状间接提供了吸积盘最深处的温度信息,而物质温度与它们离事件视界的距离和黑洞自旋的速度有关。计算表明,大多数黑洞是以86%的光速自旋。

  新研究负责人、英国杜伦大学天文学家克里斯·多恩认为,她们的结果对“铁线法”提出了质疑,该法计算结果显示多数超大质量黑洞自旋达到了光速的90%。如果自旋速度有这么高,这些黑洞可能是由主要星系互相碰撞合并而成;如果速度像新研究中提出的那样,则可能是由周围物质的点滴积聚而成。

  “我们正处在边缘。”多恩说,“我们有不同的方法,但我们希望这些方法的结果都能一致。”研究人员认为,还有些差异来自自旋速度随黑洞质量、宇宙时间的不同而产生的变化。如果能探测更遥远的更多黑洞,最终绘出自旋速度随宇宙时间变化图,香港心水资料论坛,这些速度分布也表现了星系进化的历史。英国剑桥大学天文学家安德鲁·菲比恩说:“我们中大部分都认为,我们正在得到一个关于黑洞自旋的连贯图像。”(记者常丽君)