超大质量黑洞转速也超级 http://asweb.asiaa.sinica.edu.tw/modules/tadnews/index.php?nsn=14 转载自中研院天文网 想像一个有321万公里那麽宽的球体，距离差不多有地球到月球8倍那麽远，转速极快以 致於球体表面的运动速度接近光速。宇宙中，这样的天体真的存在，就在螺旋星系 NGC1365的中心。 天文学家采用NuSTAR这支光谱望远镜阵列和XMM-Newton 这座X射线太空望远镜的资料，测 出了上述这令人咋舌的自旋速度。 这是超大质量黑洞的自旋速度首度被实际测量出来。这项发现也刊在国际期刊Nature。 黑洞的重力极强，当黑洞自旋的时候，周围的空间也被拉扯而跟着转。这个自转的洞有一 道边线，边线叫做事件视界(event horizon)。任何物体超越了事件视界都会被黑洞拉进 去。朝内被旋卷进去的物质以吸积的方式呈盘状聚集，在摩擦生热时，物质发出X射线。 为了得知吸积盘内缘边界的位置，研究人员测量NGC 1365中心，所测量的这个特别的临界 区域，英文叫做”Innermost Stable Circular Orbit”，如同字面表达的意义一样，就 是「物体能以轨道稳定运行的最内圈范围」，也就是盘面上的物质一旦越界，就永远逃不 出黑洞势力的那个边界，这条线的范围要怎麽画、画在哪里，必须靠黑洞的自旋资料才能 计算出来。 为什麽天文学家要知道关於黑洞的事情？原因好几个，但从物理上来说，黑洞定义只靠两 个数字就决定：质量和自旋。搞定黑洞非得先搞定这两个数字才行。 取得关於黑洞相关知识还有个更重要的原因，黑洞自旋会透露出关於它的过去的几丝玄机 ，延伸之余，那也有助於更了解黑洞所在的那颗星系的演化过程，可以说，黑洞自旋是整 个星系历史的记忆和记录。 虽然NGC 1365中心的超大质量黑洞现在已经长大到几百万太阳质量，它并非一出生就如此 壮硕。这是它几十亿年下来，吸积恒星和气体、吞并其他黑洞的结果。 由角动量转换产生的自旋，其实和玩荡秋千有个很类似的地方：要是秋千摆荡时你没事就 乱踢几下，结果秋千就不可能会荡得很高。但要是每次秋千从高点荡下来的时候都加把劲 踢它一下，结果，秋千就会越荡越高了，因为角动量增加。 黑洞又怎麽类似呢？同时从好几个方向拉一些物质进来的黑洞，自旋会比较慢。本次研究 中，因为从NGC 1365得知了黑洞的自旋转速几乎已经接近极限，所以推论之下，可能它的 中心黑洞必然是已经经过了”orderly accretion”这种「有秩序的吸积」过程，显然不 仅只是在几次随意的吸积事件後就可以变成这麽大。 研究超大质量黑洞，同时也让理论学者有机会去试验爱因斯坦的广义相对论，看它是否在 极端条件下仍然适用。相对论描述重力如何影响空时结构，而黑洞周围的时空毫无疑问是 全宇宙被重力扭曲到最严重变形的地方。 该团队还对NGC 1365这个星系做了其他观测，以便深入探讨除了黑洞自旋外，还有其他哪 些变数会因为时间不同而有所改变。这些资料目前正在分析当中。同时，其他团队也用前 述NuSTAR和XMM-Newton这两支望远镜对其他超大质量黑洞做观测。(Lauren译） 参考资料：http://www.cfa.harvard.edu/news/2013/pr201307.html -- --

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