由南漢普頓大學主導的一項研究表明，一個黑洞正以接近其可能的最大速度繞軸旋轉。這項研究由英國皇家學會(Royal Society)資助，發表在《天體物理學》(Astrophysical Journal)上。該研究由劍橋大學領導的一個國際天文學家團隊組成，進一步揭示了黑洞的特徵及其周圍環境。通過使用最先進的技術進行觀測，研究小組發現了證據，證明我們星系中一個恆星質量黑洞(被稱為4U 1630-472)在吸收下落物質的同時，正以理論允許轉速的92~95%速度圍繞其軸心快速旋轉。它受到重力和溫度的影響，以至於它開始發出明亮的x射線，這是天文學家用望遠鏡看到的。
博科園-科學科普：根據愛因斯坦的廣義相對論(GR)，如果一個黑洞快速旋轉，那麼它將以一種不同於不旋轉的黑洞方式改變它周圍的空間和時間。這種由高自旋速率引起的改變會在物質在消失之前非常靠近黑洞旋轉時所產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射光譜的形狀變化，那麼GR就可以用來測量黑洞的自旋。
這項研究的發現意義重大，因為之前大約5個黑洞的高自旋速率已經被精確量化。來自南安普敦大學的Mayukh Pahari博士是這項研究的主要作者表示：檢測能讓我們測量自旋的信號是極其困難。這個特徵嵌入到光譜信息中，而光譜信息與物質墜入黑洞的速度非常相關。
錢德拉圖像顯示，在星系熾熱的氣體大氣中，有一對巨大的氣泡，或稱空腔，每一對氣泡都是由中央超大質量黑洞產生的噴流形成。圖片：X-ray: NASA/CXC Illustration: CXC/M. Weiss.
然而由於黑洞周圍環境的輻射，光譜往往非常複雜。在觀測過程中，研究人員很幸運地直接從墜入黑洞的物質的輻射中獲得了光譜，並且很簡單地測量了旋轉黑洞造成的扭曲。當一顆大質量恆星死亡時，物質在強大的引力作用下被擠壓到一個很小的空間中，並被困在光線中，黑洞就產生了。引力如此之大，以致於恆星核心的整個質量都被擠壓成一個理論點。然而，這一點是不能直接看到的，因為任何東西，甚至光，都不能從它周圍的區域逃逸出來，這就證明了黑洞這個名字是正確的。天文學上的黑洞只有兩種特性：質量和自旋速率。因此，對這兩種性質的測量對於探測宇宙某些極端方面以及與之相關基礎物理具有獨特的重要性。
博科園-科學科普｜研究/來自: 南安普頓大學
參考期刊文獻:《天體物理學》
DOI: 10.3847/1538-4357/aae53b
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