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测量仪表助力科学界证实黑洞引力旋涡效应

导读: 7月14日, 据美国国家航空航天局(NASA)消息,一个国际科研团队近日借助欧洲空间局的多镜片X射线观测卫星(XMM—牛顿)和NASA的核光谱望远镜阵列(NuSTAR),首次在黑洞周围观察到了兰斯—蒂林(Lense-Thirring effect)效应。

  7月14日, 据美国国家航空航天局(NASA)消息,一个国际科研团队近日借助欧洲空间局的多镜片X射线观测卫星(XMM—牛顿)和NASA的核光谱望远镜阵列(NuSTAR),首次在黑洞周围观察到了兰斯—蒂林(Lense-Thirring effect)效应。最新研究不仅让一个困扰天文学家们30年之久的谜团真相大白,更能在新环境下进一步验证广义相对论。

  物体落入黑洞一刻,其温度会不断升高,可能高达数百万度,此时会发出X射线。上世纪80年代,天文学家们借用X射线望远镜发现,恒星质量黑洞发出的X射线不断闪烁,且遵照特定的模式。当闪烁开始时,变暗和重新变亮可能需要10秒,但随着时间的流逝,这一周期不断缩短,直到发生每秒10次的震荡,之后闪烁情况突然全部停止,这一现象被称为“准周期震荡(QPO)”。

  因为该现象来自距离黑洞非常近的地方,所以引发了包括荷兰阿姆斯特丹大学的亚当·英格拉姆等人的关注。英格拉姆自2009年开始研究QPO。在上世纪90年代,天文学家们提出了一种怀疑:QPO与广义相对论预测的兰斯—蒂林效应有关,但一直未获得证实。

  NASA于2004发射的引力探测B卫星,对兰斯—蒂林效应进行了精确验证和测量。科学家们认为,在引力场更强大的黑洞周围,这一效应可能更加显著。在最新研究中,英格拉姆和来自英国剑桥大学、南安普顿大学、日本东京大学的同事,对黑洞周围吸积盘内的物体进行了研究,他们借助XMM—牛顿对QPO观察了26万秒,用NuSTAR对QPO观察了7万秒。结果证实QPO是由黑洞周围的兰斯—蒂林效应引起。

  这是科学家们首次在强引力波场内测量到这一引力漩涡效应,未来或许也能借助这一方法,对广义相对论进行测验,如果发现与其相背离的现象,那可能预示着存在一个更深层的引力理论。

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