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5亿光年外存"恐怖"怪兽黑洞 吞噬气体拖拽时空

http://www.kexue.com 2013-08-02 10:11:31 凤凰网  发表评论


超大质量黑洞的艺术家印象图,周围环绕着吸积盘

  美国《生活科学》网站报道,近日一种确定怪兽黑洞旋转速率的新方法或可以帮助提供有关黑洞以及宿主星系进化的新见解。天文学家观测到距离地球5亿光年远的旋转星系核心的黑洞正贪婪的吞食周围环绕吸积盘的气体尘埃。科学家们能够测量吸积盘内部边缘与黑洞之间的距离,这使得他们能够确定黑洞的旋转速率。

  “如果黑洞在旋转,它会拖拽时空,而后者会拖拽吸积盘靠近黑洞,后者包含黑洞所需的食物,”研究首席作者、英国杜伦大学的克里斯·唐(Chris Done)这样说道。“这将导致黑洞旋转速度加快,有点类似滑冰者以脚尖旋转。”

  研究人员认为这项技术能够帮助天文学家提出有关星系进化的问题,后者与位于大多数星系中央的超大质量黑洞的成长和活动紧密相连。“理解星系里恒星之间的联系以及黑洞的生长,是理解星系在整个宇宙时间里是如何形成的关键。”唐说道。

  唐和她的同事利用欧洲太空局的XMM-牛顿卫星研究遥远的超大质量黑洞,后者质量相当于1000万个太阳。黑洞在吞噬吸积盘的物质时会释放惊人的能量。XMM-牛顿在光学、紫外线和X射线波长都观测到这一能量释放,使得天文学家能够测量吸积盘与黑洞之间的距离。

  天文学家曾经计算过超大质量黑洞的旋转速率。例如今年2月,另一支研究小组确定了名为NGC1365的旋转星系中央的黑洞旋转速率。该研究小组通过测量吸积盘铁原子释放的高能量光的扭曲,而间接推断出黑洞旋转速率。

  想要描述黑洞旋转速率非常困难,因为它们无法转变成熟悉的术语,例如英里每小时。例如,NGC1365研究小组利用XMM-牛顿和美国宇航局核分光望远镜阵列(NuSTAR)宇宙飞船的观测结果发现,黑洞的旋转速率大约是爱因斯坦广义相对论所允许速度极限的84%。

  在这项最新的研究里,唐和她的研究小组预估计5亿光年远的黑洞——它驱动了名为PG1244+026的超级明亮的“活动星系核”——拥有较低的旋转速率。

  “这将与其它【类似星系】里X射线测定的最大黑洞旋转速率进行对比,”研究人员这样写道,这篇研究被发表在7月29日的期刊英国皇家天文学会月刊上。

  “我们需要获得更好的高能量数据以确定这种新方法产生的旋转速率估计是否与之前的预测相符合,抑或者它揭示了我们对吸积盘持续放射以及/或者吸积盘反射的理解的不足。”研究小组这样说道。(严炎刘星)

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