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银河中心黑洞人马座A*高速打转,新测量显示自旋速度接近上限

2023年11月3日8:47 未解之谜网

    从小行星、卫星、行星、恒星到星系、黑洞,宇宙所有物体都在旋转,且旋转都有最大速率,最近一篇研究更指出,位于银河系中心的超大质量黑洞旋转速度正接近最大值。

    对地球来说,最大旋转速率由表面重力定义。我们能站在地球上,不单只与地心引力拉扯有关,其实还有地球自转将我们向外抛离的离心力,只是这股力量很小可以忽略不计,在地球自转一天 24 小时速度下,物体在赤道与极地的重量差异仅 0.3%(但我们站在赤道的重量还是会略小于在两极的重量)。

    如果是自转速度更快、一天仅 10 小时的土星,物体在赤道与极地的差异便达 19%,以至于土星赤道稍微向外弯曲;现在想象一下如果有颗天体自转速度恰好使自身引力与赤道离心力相互抵消,一旦自转速度再快天体就会飞散,这便是该天体的最大旋转速度。

    黑洞虽然与行星情况不太相同,前者并非拥有物理表面的天体,但它们的自旋同样具有速度上限。

    黑洞自旋速度有上限。(Source:pixabay)

    在爱因斯坦广义相对论方程中,黑洞自旋程度由参数 a 代表,其中 a 必须介于 0 和 1 之间,若黑洞没有自旋,则 a = 0;若黑洞处于最大自旋,则 a = 1。

    最近,科学家发表有关银河系超大质量黑洞人马座 A* 旋转的新研究,透过黑洞电波、X 射线观测结果估计其自旋量,发现人马座 A* 的 a 值介于 0.84~0.96 之间,接近自旋速度上限,这说明人马座 A* 意味着以接近最大速率旋转。

    研究人员表示,人马座 A* 自旋速度甚至高于 M87* 超大质量黑洞,后者 a 值估计介于 0.89~0.91 之间,可见人马座 A* 旋转速度有多快。

    当一个黑洞旋转速度极快,其事件视界会相对缩小,也会搅动事件视界外旋转吸积盘,使物质以高速喷流形式向太空喷发。然而众所皆知人马座 A* 没有太多喷流,甚至被公认是个相对安静的超大质量黑洞,似乎与它的自旋速度兜不上边。

    看来科学家又多了一个解开矛盾问题的工作了。

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