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[新聞] 超大質量黑洞轉速也超級
#1
法拉魚
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超大質量黑洞轉速也超級
http://asweb.asiaa.sinica.edu.tw/modules/tadnews/index.php?nsn=14
轉載自中研院天文網

 想像一個有321萬公里那麼寬的球體,距離差不多有地球到月球8倍那麼遠,轉速極快以
致於球體表面的運動速度接近光速。宇宙中,這樣的天體真的存在,就在螺旋星系
NGC1365的中心。

天文學家採用NuSTAR這支光譜望遠鏡陣列和XMM-Newton 這座X射線太空望遠鏡的資料,測
出了上述這令人咋舌的自旋速度。

這是超大質量黑洞的自旋速度首度被實際測量出來。這項發現也刊在國際期刊Nature。

黑洞的重力極強,當黑洞自旋的時候,周圍的空間也被拉扯而跟著轉。這個自轉的洞有一
道邊線,邊線叫做事件視界(event horizon)。任何物體超越了事件視界都會被黑洞拉進
去。朝內被旋捲進去的物質以吸積的方式呈盤狀聚集,在摩擦生熱時,物質發出X射線。

為了得知吸積盤內緣邊界的位置,研究人員測量NGC 1365中心,所測量的這個特別的臨界
區域,英文叫做”Innermost Stable Circular Orbit”,如同字面表達的意義一樣,就
是「物體能以軌道穩定運行的最內圈範圍」,也就是盤面上的物質一旦越界,就永遠逃不
出黑洞勢力的那個邊界,這條線的範圍要怎麼畫、畫在哪裡,必須靠黑洞的自旋資料才能
計算出來。

為什麼天文學家要知道關於黑洞的事情?原因好幾個,但從物理上來說,黑洞定義只靠兩
個數字就決定:質量和自旋。搞定黑洞非得先搞定這兩個數字才行。

取得關於黑洞相關知識還有個更重要的原因,黑洞自旋會透露出關於它的過去的幾絲玄機
,延伸之餘,那也有助於更了解黑洞所在的那顆星系的演化過程,可以說,黑洞自旋是整
個星系歷史的記憶和記錄。

雖然NGC 1365中心的超大質量黑洞現在已經長大到幾百萬太陽質量,它並非一出生就如此
壯碩。這是它幾十億年下來,吸積恆星和氣體、吞併其他黑洞的結果。

由角動量轉換產生的自旋,其實和玩盪鞦韆有個很類似的地方:要是鞦韆擺盪時你沒事就
亂踢幾下,結果鞦韆就不可能會盪得很高。但要是每次鞦韆從高點盪下來的時候都加把勁
踢它一下,結果,鞦韆就會越盪越高了,因為角動量增加。

黑洞又怎麼類似呢?同時從好幾個方向拉一些物質進來的黑洞,自旋會比較慢。本次研究
中,因為從NGC 1365得知了黑洞的自旋轉速幾乎已經接近極限,所以推論之下,可能它的
中心黑洞必然是已經經過了”orderly accretion”這種「有秩序的吸積」過程,顯然不
僅只是在幾次隨意的吸積事件後就可以變成這麼大。

研究超大質量黑洞,同時也讓理論學者有機會去試驗愛因斯坦的廣義相對論,看它是否在
極端條件下仍然適用。相對論描述重力如何影響空時結構,而黑洞周圍的時空毫無疑問是
全宇宙被重力扭曲到最嚴重變形的地方。

該團隊還對NGC 1365這個星系做了其他觀測,以便深入探討除了黑洞自旋外,還有其他哪
些變數會因為時間不同而有所改變。這些資料目前正在分析當中。同時,其他團隊也用前
述NuSTAR和XMM-Newton這兩支望遠鏡對其他超大質量黑洞做觀測。(Lauren譯)



參考資料:http://www.cfa.harvard.edu/news/2013/pr201307.html

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推 godtomanne:alt+f4沒有用?                                        9/10 00:18
alt:去你媽的                                               9/10 00:24
F4:你才沒用                                               9/10 00:25
2013/03/08 Fri 11:42:17
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