哈佛-史密森纳天体物理中心 一张示意图显示了我们星系中心超大质量黑洞周围恒星的运动
恒星位于一个边缘平面上,天文学家利用这个约束条件推断出黑洞的自旋必须小于0
一个
信用:巴克,帕特森,斯皮维;U
生病的
NCSA高级可视化实验室 一旦黑洞形成,其强大的引力场会产生一个即使光也无法逃脱的表面,在外人看来它是黑色的
过去物质和能量复杂混合的所有细节都消失了,变得如此简单,以至于只用三个参数就可以完全描述它:质量、自旋和电荷
天文学家可以通过观察物质在其引力场的影响下如何在其附近运动(包括其他黑洞),以相对直接的方式测量黑洞的质量
当正负入射电荷数量平衡时,黑洞的电荷被认为是微不足道的
黑洞的自旋很难确定;典型地,它们是通过解释黑洞周围吸积盘热的内部边缘发出的X射线来确定的
自旋是由0到1之间的一个数字量化的,黑洞自旋的测量结果从十分之几到接近1不等
银河系的中心人马座有一个超大质量黑洞(SMBH),大约有400万个太阳质量
在大约27000光年的距离上,它是迄今为止离我们最近的天体,尽管它远不如其他超大质量的星系核那样活跃或明亮,但它的相对接近为天文学家提供了一个独特的机会来探测在大质量黑洞“边缘”附近发生的事情
银河中心SMBH被一群恒星和微弱发光物质的团块包围,近年来,天文学家已经能够通过测量和模拟这些团块在SMBH周围摆动时的运动,将广义相对论的测试推向新的极限
然而,黑洞的旋转尚未以任何一致的方式确定,但它的价值将有助于约束可能的喷流活动模型
CfA天文学家贾科莫·弗拉戈涅和阿维·勒布意识到,一组星团对象的空间分布,即所谓的S星,可以用来探测自旋
目前,大约有40颗已知的S星在9
9年,最近的分析认为,它们共同位于两个近乎边缘重叠的圆盘中,每个圆盘中的恒星围绕黑洞旋转,但方向相反
两位天文学家意识到,这种不寻常的几何形状可以用来估算测量自旋
相对论中一个更奇怪、更不直观的预测是,空间不仅会被巨大物体的重力扭曲,还会被旋转的物体扭曲(尽管程度较轻)
这就是所谓的“框架拖曳效应”,一种小而难以测量的现象(然而,这一点已被证实)
两位天文学家表明,在SgrA*的情况下,框架拖曳将对这些圆盘中S星的轨道产生明显的影响
通过假设S星轨道平面随时间是稳定的,他们能够表明银河系中SMBH的自旋必须小于0
一个
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