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對黑洞進行X光檢查

發布時間:2025-10-27閱讀(0)

從那時起,科學家們間接觀察到了許多黑洞。有些只是我們太陽質量的幾倍,而另一些則是數十億倍。但是除了計算它們的質量之外,還有很多屬性天文學家仍然不知道,最大的謎團之一是關于它們的旋轉。

但愛因斯坦廣義相對論的數學解決方案表明這不是真的,它顯示了黑洞實際上可以旋轉的最大速度,任何額外的角動量都會以引力波的形式輻射出去。問題是,黑洞的黑暗使得很難弄清楚這個數學在實踐中是否成立。很長一段時間以來,沒有人能看到黑洞真正旋轉的速度有多快。

廣義相對論表明,黑洞旋轉得越快,它的圓盤就越緊貼黑洞的視界。而且距離越近,它的輻射就越會受到彎曲時空的影響。望遠鏡的目標是觀察鐵發出的 X 射線,它具有望遠鏡可以識別的特征。但是,與 NuSTAR 不同的是,其他較舊的望遠鏡觀測到的低能量 X 射線可能會被塵埃遮擋。因此,天文學家不確定他們看到的X射線扭曲是來自塵埃云還是彎曲的時空。這意味著他們無法對黑洞的旋轉做出任何肯定的結論。

這就是 NuSTAR 的用武之地。NuSTAR 檢測到了同樣的鐵信號,但在更高能量的波長中可以穿透任何塵埃。它發現信號仍然失真,但不是塵埃云造成的,而是黑洞的自旋。現在,科學家們可以精確測量鐵信號中的失真,從而準確計算出黑洞旋轉的速度。通過這個望遠鏡,他們發現黑洞以84% 的光速旋轉,這非常接近愛因斯坦理論預測的最大可能速度。

這是迄今為止最好的證據,證明黑洞確實有最大的自轉速度。除了提供支持理論物理學的真實證據之外,測量超大質量黑洞的自旋對于了解它們在整個早期宇宙中是如何形成和演化的也很重要。

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