科學家證實某些黑洞會旋轉

在華盛頓特區舉行的美國物理學會春季會議上，美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的託德·斯特羅邁爾於週一提出了確鑿的證據，表明某些黑洞在吸入周圍物質時實際上會旋轉。“太空中幾乎每種物體都會旋轉，例如行星、恆星和星系，”他說。“對於黑洞，更難直接看到它們在旋轉，因為它們沒有你可以觀察其旋轉的固體表面。”但他仍然使用美國國家航空航天局的羅西X射線定時探測器衛星的資料證明了他的觀點。

斯特羅邁爾研究了GRO J1655-40，這是一個距離地球約10,000光年的微類星體黑洞。高速粒子噴流從這類黑洞中向上和向下筆直噴射（見圖片）。在這些輻射中，斯特羅邁爾注意到兩種明顯的閃爍X射線模式，稱為準週期振盪或QPO——一種先前檢測到的QPO頻率為300赫茲（Hz），另一種新的頻率為450赫茲。科學家們此前只在旋轉的中子星周圍探測到過這種輻射。

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450赫茲的QPO提出了一個難題。由此，斯特羅邁爾計算出GRO J1655-40的最內穩定軌道——任何物體在不墜入黑洞的情況下可以圍繞黑洞執行的最近距離——應該為49公里或更小。然而，根據黑洞的質量估計是太陽質量的七倍，最內穩定軌道應該是64公里。斯特羅邁爾說，解決矛盾的唯一方法是GRO J1655-40旋轉：“旋轉的黑洞會改變其附近的時空結構。旋轉使物質可以在比不旋轉時更近的距離軌道執行，物質越近，其軌道執行速度就越快。對於GRO J1655-40，我們現在可以說，它產生450赫茲QPO的唯一方法是它在旋轉。”