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分享 網管 - 科學新知 | 2019-07-09 | 人氣:68

  2019年07月08日

愛因斯坦十字(Einstein’s Cross)位于飛馬座內,是引力透鏡效應最著名的例證之一。它包括較遠處一個類星體的四重影像,以及較近處被稱為修茲勞的透鏡的前景星系核心。(J. Rhoads/WIYN/AURA/NOAO/NSF)

像海洋裡的漩渦一樣,高速旋轉的黑洞在宇宙空間中也會「攪出」激流,轉得越快威力越大。然而,黑洞產生的不是風渦或水渦,而是圍繞在其周圍由塵埃和氣體組成的吸積盤(accretion disc)。這些吸積盤內溫度高達幾億度,並發出X射線。

天文學家稱,旋轉中的黑洞對周圍時空產生參考系拖拽(frame-dragging)或慣性系拖拽(Inertial frame dragging)效果,意思是說轉得越快的黑洞,其周圍的吸積盤距離中心越近。

高速旋轉的吸積盤在其上方產生冠狀物質(corona)並發出X射線。X射線區域越小,說明這個吸積盤距離中心越近,也就意味著這個黑洞轉的越快。

一組科學家利用新技術觀測吸積盤放射X射線的區域範圍,算出了五個距離地球88億至109億光年處類星體內吸積盤和黑洞旋轉的速度,最快的一個吸積盤轉速達0.7倍光速,意味著其內部黑洞事件視界(event horizon)的轉速接近光速。這是迄今為止科學家認為黑洞能達到的最快轉速。

類星體就是類似恆星的天體的簡稱,它們是極度明亮、非常活躍的星系內核。現在天文學家發現,大多數星系的核心都有一個特大質量黑洞,這些大型黑洞為類星體提供能量。類星體是目前觀測到的宇宙中最明亮的天體類型之一。

奧克拉荷馬大學(University of Oklahoma)的天文學家戴新宇(Xinyu Dai,音譯)和同事們,利用美國宇航局(NASA)錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)的數據,結合微引力透鏡(microlensing)技術,探測到這些遙遠天體內部小範圍區域的情況——類似用放大鏡觀測這些天體的內部X射線的範圍。

他們發現,轉得最快的是其中一顆名為「愛因斯坦十字」(Einstein’s Cross)的類星體,觀測到它的X射線範圍僅是黑洞事件視界範圍的2.5倍,由此算出其吸積盤以70%光速旋轉——是目前科學家見過的最快的轉速。

研究人員表示,這也意味著這個黑洞的事件視界以近光速旋轉。一般認為黑洞的事件視界就是黑洞裡外時空的分界線,簡單理解就是黑洞的邊緣。

其它四個類星體檢測到的X射線範圍是各自內部黑洞事件視界的4~5倍,說明它們的轉速是「愛因斯坦十字」黑洞的一半左右。

研究人員說,這幾個黑洞都非常大,有1.6億至5億倍太陽的質量。作為比較,我們銀河系中心超大黑洞只有400個太陽質量,相對「平靜」很多。

這份研究7月2日發表在《天文物理期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)上。

原文網址:http://www.epochtimes.com/b5/19/7/8/n11371447.htm