天文学家刚刚计算出超大质量黑洞的自旋速度

一场被超大质量吞噬的盛宴黑洞距离地球10亿光年揭示了黑洞绕其轴旋转的速度。

麻省理工学院（MIT）的天体物理学家Dheeraj Pasham领导的一个团队说，当黑洞醒来并被喂食时，光斑的变化是由旋转和摆动的物质盘产生的 - 这种摆动给了我们黑洞中心的旋转速度。

这是科学家首次能够根据黑洞的摆动吸积盘计算黑洞的自旋速度，这为我们提供了一种了解宇宙中最奇怪、最密集的物体的新工具。

它旋转的速度有多快？不到光速的 25%。对于黑洞来说，这是相当缓慢的。就其本身而言，它不是一个令人 惊讶有用的数字 - 但能够找到它的含义非常令人兴奋。

“通过在未来几年用这种方法研究几个系统，”帕沙姆 说“天文学家可以估计黑洞自旋的整体分布，并了解它们如何随时间演变的长期问题。

超大质量黑洞是潜伏在星系中心的利维坦。这些大质量物体的质量是太阳质量的数百万到数十亿倍，是帮助将星系结合在一起的引力枢纽，并在它们的演化中发挥着重要作用。它们还有一系列行为，从静止到非常活跃，以宇宙中产生的一些最明亮的耀斑闪耀着时空。

这种光不是由黑洞本身产生的：它们的密度如此之高，以至于摆脱引力控制所需的速度高于真空中的光。相反，光线来自在它们进入时围绕它们旋转的物质：一个厚厚的圆环，围绕着一个进入黑洞的圆盘，就像水流入下水道.

2020年，天文学家看到了一些有趣的东西。在大约十亿光年外的一个星系中，一个以前静止的黑洞突然产生了一个巨大的耀斑，命名为AT2020OCN系列.从位于那片天空的望远镜获得的数据显示，最可能的原因是潮汐破坏事件 - 这是猛烈引力（潮汐）被一颗经过恒星的黑洞内脏（破坏）。

当恒星被拉开时，它被肢解的内脏在恒星周围形成一个白热的圆盘。而且由于恒星可以从任何方向接近黑洞，因此该圆盘可能与黑洞的自旋错位。这可能会产生摆动或进动，因为黑洞将其拉扯到与它的自旋对齐——有点像欧拉圆盘落到位。

由于摆动和自旋是相互关联的，因此理论上前者可能是测量后者的一种方式。

“但关键是要有正确的观察，”帕沙姆 说.“你能做到这一点的唯一方法是，一旦潮汐破坏事件发生，你需要让望远镜连续观察这个物体，持续很长时间，这样你就可以探测各种时间尺度，从几分钟到几个月。

我们有仪器扫描天空，寻找突然变亮的东西，所以我们设法尽早捕捉到了AT2020ocn。然后，Pasham和他的同事们继续观察和监测这个新耀斑的星系，在它爆发的早期，在它稳定下来之前捕捉到圆盘的进动。

他们发现，在沉降之前，星系每15天左右就会在X射线中耀斑一段时间，这与圆盘的进动有关。当他们将其与黑洞的估计质量（大约是太阳质量的250万倍）结合起来时，他们能够计算出黑洞的旋转速度。

就其本身而言，这些数据只能告诉我们一个黑洞，但真正酷的部分才是技术。潮汐破坏事件发生的频率足够高，以至于我们能够用即将到来的仪器来捕捉和监测它们鲁宾天文台，我们也许能够编制出不同自旋的分布图，这将使我们能够更多地了解黑洞的行为和随时间的变化。

“超大质量黑洞的自旋告诉你那个黑洞的历史，”帕沙姆 说.“即使Rubin捕获的一小部分具有这种信号，我们现在也有办法测量数百个TDE的自旋。然后，我们就可以对黑洞如何在宇宙年龄中演化发表重要声明。

该研究已发表在自然界.

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