快看！那个黑洞转的有光速的一半快！_风闻

原创：牧夫天文

原作：Mike Wall

编译：滑若彤

校译：艾宇熙 徐鹏晖

编排：葛明红

原文链接：https://www.space.com/42953-black-hole-spins-at-half-light-speed.html

大家都知道，黑洞周围有很多围绕它旋转并不断被它吸入体内的物质，就像一个一直吃东西并且停不下来的怪物。巨型黑洞想把它周围的“食物”都吃进自己肚子里，但是吃不干净呀，剩下的“残渣”就可以被科学家们用来计算这个“吃星星怪物”的自旋速度，而上周三AAS会议上发布的关于黑洞自旋速度的结果令人十分震惊——

研究小组成员表示，这个名为ASASSN-14li的巨型黑洞的自旋速度至少达到了光速的50%。

“这个黑洞的视界大约是地球的300倍大，”该研究论文的共同作者、来自麻省理工学院的Ron Remillard在一份声明中说。(补充：视界是黑洞引力控制的极限，包括光在内的任何东西都无法逃脱这个极限。)

“地球自转一周的时间是24小时，相比之下，黑洞的自旋速度快到可以在两分钟内自转一周。” Remillard补充说。

这是一幅艺术家的插画，展示了一颗恒星因距离一个巨型黑洞周围区域太近而被撕裂的画面。一些恒星残骸被拉扯进入吸积盘并围绕黑洞旋转直到越过“视界”——即上文提到的光都无法逃脱的边界。从观测的X射线波段看，这围绕黑洞旋转的恒星残骸在吸积盘上呈现周期性的亮度变化，研究者们从而可以计算黑洞的自旋速率。

来源：插图：NASA/CXC/M.Weiss；X射线波段:NASA/CXC/麻省理工学院/ D.Pasham等；光学波段:哈勃太空望远镜/太空望远镜科学研究所/I.Arcavi

ASASSN-14li位于一个距离地球有2.9亿光年的星系的中心，其质量是太阳的100万到1000万倍。它的质量与银河系中心的黑洞人马座A*的质量相当，人马座A*的质量约为400万太阳质量。（超大质量黑洞可以达到更大的质量，有一些甚至可以达到数百亿个太阳的质量。）

研究者们于2014年11月发现了ASASSN-14li，它撕裂了一个距离它过近的恒星并产生了一道明亮的闪光，这道闪光被一个名为“超新星全天自动巡天”的光学望远镜系统捕捉，研究者们进而发现并命名了这个黑洞。

在最新的研究中，同样来自麻省理工学院的Dheeraj

Pasham领导的团队观察到了来自ASASSN-14li系统的X射线。研究人员分析了许多仪器收集的数据，数据来源包括美国宇航局的钱德拉X射线天文台、尼尔•盖恩斯•斯威夫特太空望远镜，以及欧洲航天局的XMM

-牛顿空间望远镜。这些数据呈现出一致的闪烁规律：ASASSN-14li的X射线辐射以131秒的周期发生涨落。团队成员说，这种时钟一样的信号很可能是由围绕黑洞旋转的、在视界附近的一团扭曲的恒星造成的。

科学家们利用NASA的钱德拉(Chandra)和哈勃(Hubble)太空望远镜，以及其他仪器，研究了ASASSN-14li的超大质量黑洞系统，并确定了黑洞的自旋速率。黑洞的自旋速率是天文学家一直难以测量的一个基本性质。

来源：X射线波段:NASA/CXC/麻省理工学院/ D.Pasham等；光学波段:哈勃太空望远镜/太空望远镜科学研究所 /I.Arcavi

“当这片明亮的X射线发射区域绕着黑洞旋转时，我们可以通过追踪这片区域来计算吸积盘中的物质转的有多快，” Pasham在同一份声明中说，“这给了我们计算超大质量黑洞自旋速率所需要的信息。”

这种黑洞自旋速度令人惊讶，但其实并非绝无仅有。迄今为止，人们观测并计算过的几个超大质量黑洞的自旋速率都在相同的范围之内，它们的自旋速率一般在光速的33%到84%之间。

今年1月9日在西雅图举行的美国天文学年会(AAS)第233次会议上，Pasham公布了这个新的研究成果，这将有助于天文学家们更好地理解超大质量黑洞的演化进程。

Pasham说，这些黑洞有两种生长的方式——一是星系的合并，二是黑洞对周围物质的持续吸收。相对较低的旋转速率意味着星系合并是黑洞变大的主要因素，因为随机的星系相撞很可能不会让合并后的黑洞继续以相同的方向加速旋转。然而，“一个高自旋的超大质量的黑洞告诉我们，黑洞稳定的吸收周围物质可能是它变大的主导因素，” Pasham在周三的AAS新闻发布会上说。

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『天文时刻』 牧夫出品

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The Heart and Soul Nebulas 图源: Mario Zauner