北京
近日，天文學(xué)家首次計(jì)算出了距離地球十億光年外的一顆超大質(zhì)量黑洞的自轉(zhuǎn)速度，為我們提供了一個(gè)全新的研究工具。
研究團(tuán)隊(duì)在2020年觀測(cè)到了一次驚人的現(xiàn)象，在距離地球十億光年外的一個(gè)星系中，一個(gè)本來寂靜的黑洞突然爆發(fā)出巨大的光芒，該事件被命名為AT2020ocn。通過多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)，天文學(xué)家們推測(cè)這是一場(chǎng)潮汐瓦解事件，即黑洞引力撕裂了一顆經(jīng)過的恒星。
吸積盤的擺動(dòng)揭示黑洞自轉(zhuǎn)
當(dāng)恒星被黑洞撕裂后，其物質(zhì)會(huì)形成一個(gè)熾熱的吸積盤圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)。由于恒星可以從任何方向接近黑洞，吸積盤與黑洞自轉(zhuǎn)軸之間可能會(huì)出現(xiàn)偏離，導(dǎo)致吸積盤發(fā)生擺動(dòng)。通過觀測(cè)到的吸積盤擺動(dòng)，天文學(xué)家首次測(cè)量了黑洞的自轉(zhuǎn)速度。
計(jì)算黑洞自轉(zhuǎn)速度的方法
為了準(zhǔn)確計(jì)算黑洞的自轉(zhuǎn)速度，科學(xué)家們必須在潮汐瓦解事件發(fā)生后立即開始長時(shí)間的觀測(cè)。研究團(tuán)隊(duì)解釋道，“關(guān)鍵在于獲得正確的觀測(cè)數(shù)據(jù)，只有在潮汐瓦解事件發(fā)生后立即進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，才能在不同時(shí)間尺度上探測(cè)到擺動(dòng)?！?/p>
通過觀測(cè)AT2020ocn事件中每15天出現(xiàn)一次的X射線爆發(fā)，科學(xué)家們確認(rèn)了吸積盤的擺動(dòng)周期。結(jié)合黑洞的質(zhì)量（約為太陽質(zhì)量的250萬倍），他們計(jì)算出了黑洞的自轉(zhuǎn)速度——約為光速的25%。
雖然目前這個(gè)數(shù)據(jù)只告訴我們一個(gè)黑洞的自轉(zhuǎn)速度，但其意義在于測(cè)量技術(shù)本身。潮汐瓦解事件并非罕見，通過未來的觀測(cè)，如即將啟用的魯賓天文臺(tái)，我們可以捕捉并監(jiān)測(cè)更多類似事件，從而繪制出不同黑洞自轉(zhuǎn)速度的分布圖，進(jìn)一步了解黑洞在宇宙中的演化過程。
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