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科學(xué)家首次計(jì)算出黑洞的自轉(zhuǎn)速度

發(fā)布時(shí)間:2010-03-16 作者: 來(lái)源: 瀏覽:675

      科學(xué)界通常認(rèn)為巨大黑洞的自轉(zhuǎn)速度約為光速的45%,但日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)的加藤成晃領(lǐng)導(dǎo)的研究小組經(jīng)過(guò)測(cè)算顛覆了這一認(rèn)識(shí)。他們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),黑洞的自轉(zhuǎn)速度為光速的22%,僅為之前所估計(jì)的速度的一半,而且巨大黑洞的自轉(zhuǎn)速度與小質(zhì)量黑洞自轉(zhuǎn)速度沒(méi)有差別。
  研究小組利用測(cè)定氣體向黑洞落下時(shí)旋轉(zhuǎn)氣體圓盤共振現(xiàn)象引起的光速變動(dòng)新方法,于世界上首次測(cè)定出銀河系中心的人馬座A黑洞的自轉(zhuǎn)速度。這一研究結(jié)果表明,巨大黑洞的自轉(zhuǎn)速度比眾多科學(xué)家認(rèn)為的要慢得多,其原因可能是巨大黑洞的自轉(zhuǎn)能被抽取并轉(zhuǎn)換成黑洞射流等其他能量所致。該研究成果發(fā)表在近期出版的英國(guó)《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。
  研究小組提出了一個(gè)嶄新的測(cè)定巨大黑洞自轉(zhuǎn)的方法,就是利用氣體向黑洞落下時(shí)的旋轉(zhuǎn)氣體圓盤(吸積盤)產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。由于黑洞幾乎不發(fā)光,直接觀測(cè)很困難,但其周圍存在著旋轉(zhuǎn)氣體圓盤,氣體邊圍繞黑洞公轉(zhuǎn)邊向黑洞中心墜落。圓盤的氣體之間摩擦產(chǎn)生高溫,釋放出X射線、γ射線等各種電磁波。在黑洞周圍公轉(zhuǎn)的氣體會(huì)出現(xiàn)相反方向的運(yùn)動(dòng)和使之復(fù)原的動(dòng)力,產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象。
  恒星質(zhì)量黑洞成長(zhǎng)為巨大黑洞時(shí),通過(guò)旋轉(zhuǎn)的降落圓盤吸收巨大質(zhì)量的氣體和角運(yùn)動(dòng)量,因此巨大黑洞的自轉(zhuǎn)速度應(yīng)該更大。但此次研究得出的數(shù)值卻顯示,巨大黑洞的自轉(zhuǎn)速度和較小的恒星質(zhì)量黑洞沒(méi)有大的差別。研究小組認(rèn)為有兩個(gè)理由可以對(duì)此作出解釋:一是旋轉(zhuǎn)軸方向的左右角運(yùn)動(dòng)量互相吸收;二是黑洞的自轉(zhuǎn)能量被抽取。
  巨大黑洞的自轉(zhuǎn)能量,據(jù)認(rèn)為是像黑洞射流一樣成為星系中心發(fā)生的爆發(fā)現(xiàn)象的能量源。以接近光速噴發(fā)的宇宙射流,不僅對(duì)星球的形成,對(duì)星系的形成活動(dòng)也會(huì)造成巨大影響。通過(guò)對(duì)星系中心巨大黑洞自轉(zhuǎn)的測(cè)定,可以為了解巨大黑洞的成長(zhǎng)以及揭開(kāi)宇宙演化之謎提供重要手段和線索。 

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