超大質量黑洞自轉速度幾乎達到了光速

2020-12-08 中國青年網

一支國際科學家小組利用美國宇航局「核星」(NuStar)X射線望遠鏡和歐空局的「XMM-牛頓」X射線望遠鏡，對我們鄰近星系中央的一顆大質量黑洞釋放出的X射線進行了觀測。計算表明，該黑洞邊緣的自轉線速度為29.8萬公裡/秒，幾乎達到了光速!…… 一支國際科學家小組利用美國宇航局「核星」(NuStar)X射線望遠鏡和歐空局的「XMM-牛頓」X射線望遠鏡，對我們鄰近星系中央的一顆大質量黑洞釋放出的X射線進行了觀測。計算表明，該黑洞邊緣的自轉線速度為29.8萬公裡/秒，幾乎達到了光速!


　　長期以來，科學家猜測隱藏在星系中心的黑洞旋轉得越快、就生長得越大，這是因為可以吞噬更多的氣體、塵埃、恆星等物質。但是，此前一直沒有可靠地測量過黑洞的旋轉速度。黑洞本身很難探測，只能藉助於環繞在它周圍區域發射出的X射線。

　　馬裡蘭大學的天文學家Christopher Reynolds表示，這是第一次明確無誤地測定出了大質量黑洞的旋轉速度。

　　從數百萬到數億倍太陽質量的巨大黑洞被認為存在於每一個星系的中心。他們擁有強大的引力，甚至連光線都無法逃逸。科學家能夠通過黑洞吞噬物質時釋放的X-射線研究這些宇宙引力巨怪。知道它們的旋轉速度，有助於闡明它們的生長過程。

　　去年夏天，兩架X射線望遠鏡同時對螺旋星系NGC 1365中心的巨大黑洞進行了跟蹤拍攝。之所以選擇這個星系作為探測目標，是因為它距離我們僅6000萬光年，以宇宙尺度來看，這是非常近的距離。

　　我們銀河系中心也有一顆類似的黑洞，但由於它不是很活躍，我們也就無法測量它的旋轉速度了。

　　核光譜望遠鏡——「核星」簡介

　　核光譜望遠鏡陣列，簡稱「核星」(Nuclear Spectroscopic Telescope Array，NuSTAR)，是一個沃爾特型X射線太空望遠鏡。觀測的波段是來自天體的5到80keV之間的高能X射線，尤其是核光譜。主要用於觀測黑洞等宇宙天體。

　　「核星」造價約1.7億美元，是美國低成本小型探測器項目的一部分，是 NASA 小探測工程計劃中的第十一顆衛星(SMEX-11)，並且它是能量超過錢德拉X射線天文臺和XMM-牛頓衛星所觀測波段中第一顆直接攝影的太空X射線望遠鏡。

　　核光譜望遠鏡陣列的主要科學目標是深度探索質量超過太陽十億倍的黑洞，並了解粒子在活動星系核如何被加速到光速的百分之幾，以及研究超新星殘骸以了解重元素如何在超新星中形成。

　　除黑洞外，「核星」也能夠觀測中子星、日冕等其他X射線源。「核星」首席科學家、加州理工學院教授菲奧娜·哈裡森說，「核星」是第一顆專注於高能X射線的望遠鏡，其影像清晰度比觀測同光譜區的其他任何望遠鏡都要高至少10倍，敏感度則提高至少100倍。

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