望远镜揭示了银河系黑洞扭曲时空的快速旋转

• 一项新的研究可能有助于解决银河系超大质量黑洞旋转速度的问题。
• 这个黑洞被称为人马座A*（Sgr A*），其质量约为太阳的400万倍。
• 利用美国宇航局的钱德拉X射线天文台和NSF的超大阵列，这项研究发现Sgr A*的旋转速度非常快。
• 这种高旋转扭曲了 Sgr A* 周围的时空，因此它看起来像美式足球。

这位艺术家的插图描绘了一项关于我们银河系中心的超大质量黑洞的新研究结果，称为人马座A*（缩写为Sgr A*）。这一结果发现，Sgr A*的旋转速度如此之快，以至于它扭曲了时空——即时间和空间的三维空间——因此它看起来更像一个足球。

这些结果是由美国宇航局的钱德拉X射线天文台和NSF的Karl G. Jansky超大阵列（VLA）得出的。一组研究人员应用了一种新方法，该方法使用X射线和无线电数据，根据物质流向和流出黑洞的方式来确定Sgr A *的旋转速度。他们发现Sgr A*的角速度约为最大可能值的60%，角动量约为最大可能值的90%。

黑洞有两个基本特性：它们的质量（它们的重量）和它们的自旋（它们旋转的速度）。确定这两个值中的任何一个都可以告诉科学家很多关于任何黑洞及其行为的信息。过去，天文学家使用不同的技术对Sgr A*的旋转速度进行了其他几次估计，结果从Sgr A*完全不旋转到它几乎以最大速率旋转。

这项新研究表明，Sgr A*实际上旋转得非常快，这导致它周围的时空被压扁。该图显示了 Sgr A* 的横截面和在圆盘中围绕它旋转的材料。中间的黑色球体代表了黑洞的所谓事件视界，这是一个不归路，没有任何东西，甚至光，都无法逃脱。

从侧面看旋转的黑洞，如图所示，周围的时空形状像一个足球。旋转得越快，足球越平坦。

两侧的黄橙色材料代表在Sgr A*周围旋转的气体。这种物质不可避免地会坠入黑洞，一旦落入足球形状，就会穿过事件视界。因此，足球形状内但事件视界外的区域被描绘成一个空腔。蓝色斑点显示喷气式飞机从旋转的黑洞的两极发射。从顶部俯视黑洞，沿着喷气机的枪管，时空是一个圆形。

黑洞的自旋可以作为重要的能量来源。旋转的超大质量黑洞在提取自旋能量时会产生准直流出流，例如射流，这要求黑洞附近至少有一些物质。由于Sgr A*周围的燃料有限，这个黑洞在近几千年中一直相对安静，喷流相对较弱。然而，这项工作表明，如果Sgr A*附近的材料数量增加，这种情况可能会改变。

为了确定Sgr A*的自旋，作者使用了一种基于经验的技术，称为“流出法”，该技术详细说明了黑洞的自旋与其质量之间的关系，黑洞附近物质的性质以及流出的性质。准直流出产生无线电波，而黑洞周围的气体盘负责X射线发射。使用这种方法，研究人员将来自钱德拉和VLA的数据与其他望远镜对黑洞质量的独立估计相结合，以限制黑洞的自旋。