觀測X射線 證明黑洞旋轉
【新生10月8日訊】據大紀元編譯報導－天文學家利用美國國家航天航空局（NASA）的錢德勒觀測儀（Chandra X-ray Observatory）和歐洲太空總署XMM-牛頓觀測儀（XMM-Newton Observatory）可以清楚地從鐵所發出的X光中看出黑洞是否在旋轉。[右圖為藝術家筆下的錢德勒X射線觀測儀(望遠鏡)。(NASA)]
在恆星級黑洞（stellar black holes）附近所觀察到的氣體流和異常的重力作用，和超級大黑洞（supermassive black holes）的情況類似。由於恆星級黑洞和它的大塊頭表哥──超級大黑洞的相似性，所以對科學家而言，恆星級黑洞是個方便的比例模型（scale models）。
黑洞有至少兩種不同的大小。恆星級黑洞的質量大約是太陽的5─20倍，而超級大黑洞的質量則比太陽大上數百萬、甚至數十億倍。
在漢斯維爾（Huntsville,Ala.）一場《錢德勒四年》座談會中，麻州劍橋哈佛史密斯梭尼爾天體物理學中心的瓊．米勒（JonMiller）說：「發現恆星級黑洞和超級大黑洞的高度相關性是一個很大的突破。因為恆星級黑洞較小，所以任何事件的發生都比超級大黑洞快一百萬倍。因此可以用恆星級黑洞來作為理論的實驗基礎，測試旋轉的黑洞如何影響靠近它的太空和物質。」
恆星級黑洞內X光產生的原因是其附近鄰居恆星氣體旋轉至黑洞時，被加熱到數千萬度。該氣體內的鐵原子產生了明顯的X光信號，這可以被用來研究黑洞附近顆粒的軌道。舉例而言，黑洞的吸引力可將X光轉變成較低的能量。
當鄰近恆星的氣體被捲入恆星級黑洞時，會產生數千萬度高溫。在這些氣體中的鐵原子，被加熱後會產生特殊的X光信號，科學家可以利用這種信號來研究黑洞附近粒子的軌道。
「最新的研究提供了衡量恆星級黑洞的X光光譜最精確的方式，」米勒表示，「這些資料幫助我們在恆星級黑洞附近的時空幾何學上提供最佳視野」。
旋轉的黑洞(NASA)
黑洞附近的顆粒運行軌道一部份取決於黑洞附近空間的彎曲程度，也隨著黑洞旋轉速度的快慢改變。旋轉的黑洞會拖著附近的空間一起旋轉。
錢德勒觀測儀所觀察的第3恆星級黑洞（GX339─4）呈現出它旋轉的速度很快。溫暖的氣體雲以每小時大約三十萬英里的速度從黑洞流泄掉。在超級大黑洞附近也可以觀察到類似的溫暖氣體流。
XMM─牛頓和錢德勒觀測結果亦表明，過去日本ASCA衛星所觀察到的一些超級大黑洞也旋轉的很快。米勒的最新研究結果顯示，旋轉的恆星級黑洞和超級大黑洞附近的特殊太空幾何學很類似，或許似星和超級大黑洞在其他方面也很類似。強有力的高能量顆粒噴出物，在兩類型黑洞附近都可以找得到。
為何有些恆星級黑洞會快速的旋轉，有些則不會呢？天文學家認為，一個可能是一顆大質量恆星崩毀時，旋轉的差異性就固定了。另一個轉速快慢的原因全賴黑洞從伴星身上吃下物質的時間快慢，吃得越多轉得越快。轉速較快的黑洞如XTE J1650-500和 GX 339-4都擁有低質量的伴星。這些相對長命的恆星可能持續地餵食黑洞更久，並讓它轉速更快。伴隨Cygnus X-1黑洞的短命伴星，就沒有機會讓Cygnus X-1轉動起來。(資料及圖片來源：NASA)
其他關於錢德勒的資訊和故事請參考：
http://chandra.nasa.gov
http://chandra.harvard.edu(http://www.dajiyuan.com)
發稿：2003年10月8日 更新：2003年10月8日