天文学家首次直接捕获到黑洞旋转的证据,为我们关于宇宙中最神秘对象的认知提供了新的见解。
这些观测主要针对位于邻近的M87星系中心的超大质量黑洞,其影像是由事件视界望远镜捕捉到的。如其他许多超大质量黑洞一样,M87的极端喷发出强大的射流,其速度接近光速,并进入星系间空间。
虽然科学家曾预测黑洞的旋转为这些宇宙射流提供动力,但直接证据迄今为止一直很少。
“在用事件视界望远镜成功捕获这个星系中黑洞的影像后,这个黑洞是否旋转一直是科学家们的关注焦点,”日本国家天文台的Dr Kazuhiro Hada和其他作者表示。“如今的猜测已经得到了确认。这个巨大的黑洞的确在旋转。”
M87距离地球约55百万光年,并隐藏着一个质量是太阳的65亿倍的黑洞。紧邻黑洞的是一个气体和尘埃组成的吸积盘,它在宇宙的边缘旋转。一些物质将被吞噬进黑洞,永久消失。但也有一小部分以超过光速的99.99%的速度从黑洞的两极喷出。
理论模型提出,黑洞的旋转是导致这种现象的关键。科学家们认为盘内的带电粒子会产生强大的磁场,当黑洞旋转时,它会带动这个磁场。这会强化磁场,从而使粒子以射流的形式被加速推离黑洞,并从黑洞的旋转中提取能量。
这项最新研究发表在《自然》杂志上,它利用了2000年到2022年针对M87的全球射电望远镜观测数据。研究揭示了一个11年周期的射流循环,该射流围绕黑洞的边缘旋转。这表明黑洞的旋转轴和吸积盘之间存在一个偏移,导致射流如同旋转的陀螺般摇摆。
研究者表示:“检测到这种进动为M87中的超大质量黑洞旋转提供了明确的证据,进一步加深了我们对超大质量黑洞性质的了解。”
UCL的天体物理学家Dr Ziri Younsi表示:“这是令人振奋的发现,因为它表明只有当黑洞具有旋转时,它才会发生进动。这虽是间接证明,但极具说服力。”
Younsi还提到,未来,通过研究黑洞的旋转,我们可能能更深入了解导致超大质量黑洞形成的重大事件。“这个黑洞的旋转和倾斜告诉我们,它的历史中曾发生过某些巨大的变革。”他说:“这为我们提供了关于其过去可能发生的事情的有趣线索。”
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