美国科学家测量黑洞旋转速率 转速竟高达950次/秒

发布日期:2006-11-23浏览量:


    据PhysOrg网站2006年11月20日报道,黑洞的存在或许是爱因斯坦广义相对论最令人着迷的预言。当任何物质即使是一颗恒星,变得紧密并超过一定的限度,它自身的重力就会变得很强以致于物体瓦解成为一个单一的点,一个黑洞。按照通常的思维,这种极大的重力恰好是一个发生奇怪事情的地方。现在,天体物理中心(CfA)领导的一个研究小组对一个以每秒950多次的速度飞速旋转的恒星质量黑洞进行了测量,发现它旋转的速度已超过所预计的速度范围。
  天体物理中心的天文学家杰弗里•麦克林托克称,“这样的重力形式超出了我们对亚原子世界的认知范围,也是不凭我们的直接经验所能接受的。”
  麦克林托克和拉米西•纳拉亚恩联合研发了一种测量旋转的技术,研究小组使用美国宇航局罗西X射线时变探测器传回的卫星数据来确定黑洞旋转速度。
  这支国际研究小组由麦克林托克和纳拉亚恩领导,其成员包括:哈佛大学物理学部的丽贝卡•夏菲 、麻省理工学院天体物理学和卡维里太空研究中心的罗纳德•勒米尔纳德、加利福尼亚大学山塔•芭芭拉分校的谢恩•戴维斯以及德国马普天体物理学研究院的李立新(音)。
  麦克林托克称,他们现在已精确掌握了三个黑洞的旋转速率,最令人兴奋的是微类星球体GRS1915+105的测量结果,它的旋转速度达到了理论最高限度的82%-100%。这一结果为解释黑洞的喷射物是怎样产生的提供了重要暗示,它有助于模拟可能的伽马射线爆炸源以及引力波的探测。
  天文学家如此关注黑洞旋转的原因主要在于除了黑洞的质量及其旋转速度外,天文科学家对黑洞的知之甚少。当黑洞旋转时,黑洞的引力强得可以将其周围的太空吸入。旋转的黑洞的边缘称为事件穹界,凡越过事件穹界的物体都会被吸入黑洞。
    纳拉亚恩称,“我们所测量黑洞的旋转速率是时空旋转的速率,或是物体恰巧在黑洞的事件穹界上,被吸入黑洞时的速率。”
    GRS 1915高速黑洞是最大的20X射线二元黑洞,就目前所知,它的质量约为太阳的14倍。众所周知,它能以接近光速的速度向外喷射物质气流,并快速改变其X射线散射的形式。在过去的几十年里,科学家发现许多黑洞均存在X射线二元体系。X射线二元是一种两个物体相互绕轨运行系统,气体从一颗恒星转移至另一颗恒星或黑洞。研究小组利用黑洞吸积盘的X射线频谱来确定其旋转速度。
    这项技术是基于相对论的一个关键的预示,即气体只附着于从黑洞发射出的存在于事件穹界外的特定辐射光线范围内。临界的辐射光线取决于黑洞的旋转,所以测量这部分辐射光线就可对黑洞的旋转速度提供直接的预测。
    丽贝卡•夏菲称,“我们的方法从理论上讲很简单,而且容易理解。我们很幸运拥有像罗西X射线时变探测器这样强大的太空X射线观察台和地球上的空间望远镜。”
    文章总结称,小组所研究的GRS 1915黑洞和其他两个黑洞是由它们的高速旋转而形成的。麦克林托克称,“我们用于测量GRS 1915黑洞的技术同样可以用于测量其他许多X射线二元黑洞。”
    纳拉亚恩希望更多的其他小组使用他们自己喜欢的方法来测量该小组正在研究的黑洞系统。
    英文原文链接参见:http://www.physorg.com/news83254302.html

    来源:中国科技信息网
 
 
 




(转载文章,请注明出处:西安交大科技在线 http://www.xjtust.com)