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天文學家首次收到黑洞旋轉的證據

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天文學家首次發現黑洞正在旋轉的直接證據,再次證實了愛因斯坦的相對論。 這項發現是透過研究附近梅西耶87 星系中心一個太陽系大小的黑洞所發射的強大能量噴流而得出的。這個黑洞被命名為M87,是迄今為止研究最多的黑洞,也是第一個被研究的黑洞。2019 年直接成像。

黑洞

天體物理學家長期以來一直預測黑洞會旋轉,但直到現在,可視化太空怪物的複雜性使得取得證據變得困難。 研究人員於 27 月 日在《自然》雜誌上發表了他們的研究結果。

「使用事件視界望遠鏡成功成像該星系中的黑洞後(EHT),這個黑洞是否在旋轉的問題已經成為科學家面臨的一個主要問題,」日本國家天文台天文學家羽田和弘在一份聲明中說。 「現在期望變成了信心。 這個巨大的黑洞確實在旋轉。”

黑洞具有如此強大的引力,任何東西(甚至光)都無法從它們的嘴中逃脫,但這並不意味著它們看不見。 這是因為活躍的黑洞被吸積盤包圍著,吸積盤是從氣體雲和恆星中剝離出來的巨大物質羽流,當它們盤旋進入黑洞口時,這些物質會因摩擦而被加熱到熾熱的溫度。

其中一些材料被噴射出來,形成兩股熱材料射流,它們以 99,9% 的光速傳播,大約是光速的十分之一。 黑洞噴流如何獲得實現這一目標所需的大量能量仍然是一個謎,但物理學家利用愛因斯坦的廣義相對論表明,如果太空怪物繞軸快速旋轉,該材料可以從太空怪物的磁場中獲取能量。

黑洞很可能從恆星誕生之初就獲得了一些旋轉,當它們突然向內塌縮時,就變得像滑冰者伸展手臂以加快旋轉速度。 隨著時間的推移,由於被黑洞撕裂的恆星或與其他大質量物體發生災難性碰撞而產生的物質流入的影響,這種旋轉可能會變得更快。

為了尋找這種難以捉摸的旋轉的解釋,天文學家轉向了超大質量黑洞 M87,這是一個巨大的時空間隙,利用其質量(太陽質量的 6,5 億倍)將整個星系拉向自身。

透過從 87 年到 2000 年利用全球電波望遠鏡網路研究 M2022*,天文學家發現黑洞的噴流像節拍器一樣來回滴答作響,以 11 年為一個週期。 這表示黑洞在旋轉時會像旋轉的陀螺一樣在其軸上進動或擺動。

黑洞

「我們對這一重要發現感到興奮,」該研究的主要作者、中國杭州浙江實驗室的天文學家崔玉柱在一份聲明中說。 “由於黑洞與盤之間的距離相對較小,且進動週期約為11年,因此二十年來跟踪M87結構的高分辨率數據的積累和仔細的分析對於獲得這一成果至關重要。”

除了再次證實愛因斯坦的理論之外,黑洞自旋的發現也提出了許多有趣的問題。 其中包括與災難性事件可能導致快速旋轉有關的事件,以及發現光子球的可能性——黑洞周圍的微弱光環,可以為量子重力理論提供重要線索。

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