【大紀元11月28日訊】(大紀元記者于止戈編譯報導)黑洞裡的怪事屢見不鮮，而X射線望遠鏡讓天文學家得以一窺堂奧。最近天文學家測量了三個黑洞的旋轉速率，發現其中一個位在鷲鳥座內、距離地球三萬五千光年的黑洞以每秒950轉的高速自轉，幾乎達到每秒1150轉的理論極限值。這項發現意味著人類對這些隱形物體的了解又再進了一步。
當恆星的緻密程度超過一個臨界值時，它的引力便會強大到令自己崩潰，成為一個小點–黑洞。一般認為黑洞的自轉來自前身恆星的自轉，質量越緻密，旋轉的速率應該越快，就像滑冰舞者將手臂內收後原地旋轉的速率會加速一樣。
雖然天文學家已經計算了十來個黑洞的質量，對旋轉速率的可靠計算依舊付之闕如。依照研究人員的說法，截至目前為止科學家只算出另外一個黑洞的正確轉速。美國麻省哈佛史密斯索尼恩天文物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的傑佛瑞．麥克林塔克(Jeffrey McClintock)表示數年前大家就搞清楚要如何計算黑洞質量，但是測量轉速依舊是這個領域中高不可攀的「聖杯」。
*強力的引力拖曳*
由麥克林塔克與納拉延領軍的研究小組使用美國宇航局洛斯X射線時變探測衛星(Rossi X-ray Timing Explorer satellite)的資料，計算環繞一個幽暗中心的光環旋轉速率與面積。
一個黑洞的引力對遠處的物體而言就如同一顆等質量的恆星。好比太陽霎時間成了一個黑洞，它對地球的引力也不會改變。天文物理中心的瑞馬什．納拉延(Ramesh Narayan)表示：「你挑了一個黑洞，試著把物體放進一個環繞黑洞的軌道，假如你的距離夠遠的話並不會有問題。」
但是在這個旋轉物體與黑洞距離縮短的同時，物體繞黑洞公轉的速率也越來越快，直到它最後被黑洞所吞噬。在恆星氣體與灰塵被吸光的前一瞬間，物體將被加熱至數百萬度的高溫，爆發X射線。
納拉延表示原本物質會在黑洞周圍環繞，慢慢的向中心靠近,距離縮短至一定半徑時就會發生爆炸，碎屑便如自由落體般的掉進黑洞。在特定半徑的範圍之內，氣體分子由於掉落速度太快，反倒不會放出太多的射線。
*旋轉速率*
黑洞旋轉的越快，發生爆炸的臨界半徑就越短，原因是黑洞在旋轉時會牽動周遭的時空。因此假設黑洞周圍物體的旋轉方向與黑洞相同，它就會被所謂的「引力框架拖曳效應」所牽引。納拉延的解釋是空間被拉長了，所以會幫助粒子運動，讓粒子可以更靠近黑洞而不致崩潰。納拉延的另一個解釋是假如粒子在黑洞周圍繞行的方向與黑洞的旋轉相同，它甚至會適得其所，替自己找一個半徑更小的軌道。
研究的對象都是獨立的X射線雙星系統(X-ray binary system)，其中黑洞與如太陽的一般恆星以共同質量中心為圓心互繞，同時黑洞也吸收恆星的氣體。研究後發現有二個黑洞自轉的速率連他們最大臨界轉速的一半都不到，而一個質量為太陽十四倍、名為GRS1915+105的黑洞自轉速率則超過臨界轉速的八成。
以上研究成果發表於週一出版的新一期《天文物理學報》(Astrophysical Journal)(http://www.dajiyuan.com)
