黑洞周圍確有「引力漩渦」 有助在強引力場驗證廣義相對論

黑洞周圍的物質在引力的作用下「震蕩」

科技日報北京7月14日電 （記者劉霞）據美國國家航空航天局（NASA）官網消息，一個國際科研團隊近日藉助歐洲空間局的多鏡片X射線觀測衛星（XMM—牛頓）和NASA的核光譜望遠鏡陣列（NuSTAR），首次在黑洞周圍觀察到了蘭斯—蒂林（Lense-Thirring effect）效應。最新研究不僅讓一個困擾天文學家們30年之久的謎團真相大白，更能在新環境下進一步驗證廣義相對論。

物體落入黑洞一刻，其溫度會不斷升高，可能高達數百萬度，此時會發出X射線。上世紀80年代，天文學家們借用X射線望遠鏡發現，恆星質量黑洞發出的X射線不斷閃爍，且遵照特定的模式。當閃爍開始時，變暗和重新變亮可能需要10秒，但隨著時間的流逝，這一周期不斷縮短，直到發生每秒10次的震蕩，之後閃爍情況突然全部停止，這一現象被稱為「准周期震蕩（QPO）」。

因為該現象來自距離黑洞非常近的地方，所以引發了包括荷蘭阿姆斯特丹大學的亞當·英格拉姆等人的關注。英格拉姆自2009年開始研究QPO。在上世紀90年代，天文學家們提出了一種懷疑：QPO與廣義相對論預測的蘭斯—蒂林效應有關，但一直未獲得證實。

NASA於2004發射的引力探測B衛星，對蘭斯—蒂林效應進行了精確驗證和測量。科學家們認為，在引力場更強大的黑洞周圍，這一效應可能更加顯著。在最新研究中，英格拉姆和來自英國劍橋大學、南安普頓大學、日本東京大學的同事，對黑洞周圍吸積盤內的物體進行了研究，他們藉助XMM—牛頓對QPO觀察了26萬秒，用NuSTAR對QPO觀察了7萬秒。結果證實QPO是由黑洞周圍的蘭斯—蒂林效應引起。

這是科學家們首次在強引力波場內測量到這一引力漩渦效應，未來或許也能藉助這一方法，對廣義相對論進行測驗，如果發現與其相背離的現象，那可能預示著存在一個更深層的引力理論。

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