銀河中心黑洞人馬座 A* 高速打轉,新測量顯示自旋速度接近上限

作者 | 發布日期 2023 年 10 月 31 日 15:55 | 分類 天文 line share follow us in feedly line share
銀河中心黑洞人馬座 A* 高速打轉,新測量顯示自旋速度接近上限


從小行星、衛星、行星、恆星到星系、黑洞,宇宙所有物體都在旋轉,且旋轉都有最大速率,最近一篇研究更指出,位於銀河系中心的超大質量黑洞旋轉速度正接近最大值。

對地球來說,最大旋轉速率由表面重力定義。我們能站在地球上,不單只與地心引力拉扯有關,其實還有地球自轉將我們向外拋離的離心力,只是這股力量很小可以忽略不計,在地球自轉一天 24 小時速度下,物體在赤道與極地的重量差異僅 0.3%(但我們站在赤道的重量還是會略小於在兩極的重量)。

如果是自轉速度更快、一天僅 10 小時的土星,物體在赤道與極地的差異便達 19%,以至於土星赤道稍微向外彎曲;現在想像一下如果有顆天體自轉速度恰好使自身引力與赤道離心力相互抵消,一旦自轉速度再快天體就會飛散,這便是該天體的最大旋轉速度。

黑洞雖然與行星情況不太相同,前者並非擁有物理表面的天體,但它們的自旋同樣具有速度上限。

▲ 黑洞自旋速度有上限。(Source:pixabay

在愛因斯坦廣義相對論方程中,黑洞自旋程度由參數 a 代表,其中 a 必須介於 0 和 1 之間,若黑洞沒有自旋,則 a = 0;若黑洞處於最大自旋,則 a = 1。

最近,科學家發表有關銀河系超大質量黑洞人馬座 A* 旋轉的新研究,透過黑洞電波、X 射線觀測結果估計其自旋量,發現人馬座 A* 的 a 值介於 0.84~0.96 之間,接近自旋速度上限,這說明人馬座 A* 意味著以接近最大速率旋轉。

研究人員表示,人馬座 A* 自旋速度甚至高於 M87* 超大質量黑洞,後者 a 值估計介於 0.89~0.91 之間,可見人馬座 A* 旋轉速度有多快。

當一個黑洞旋轉速度極快,其事件視界會相對縮小,也會攪動事件視界外旋轉吸積盤,使物質以高速噴流形式向太空噴發。然而眾所皆知人馬座 A* 沒有太多噴流,甚至被公認是個相對安靜的超大質量黑洞,似乎與它的自旋速度兜不上邊。

看來科學家又多了一個解開矛盾問題的工作了。

(首圖來源:pixabay

延伸閱讀: