地舆学家发现M87星系中黑洞喷流周期性进动，证实黑洞存在自旋

原问题：地舆学家发现M87星系中黑洞喷流周期性进动 ，地舆动证洞存证实黑洞存在自旋

·地舆学家经由火析多个甚长基线干预料量网在2000年-2022年的学家M星系中性进审核数据，发现M87星系中间黑洞喷流泛起周期性摆动，发现摆动周期约为11年，黑洞振幅约为10度
。喷流探测到喷流的周期自旋进动可为M87中间黑洞的自旋提供有力的审核证据。

黑洞、实黑吸积盘以及喷流 。地舆动证洞存

超大品质黑洞 、学家M星系中性进吸积盘以及喷流之间的发现能量传输机制这个难题干扰了物理学家以及地舆学家一个多世纪 。迷信家以为，黑洞超大品质黑洞的喷流自旋是能量源头的关键因素，但黑洞是周期自旋否处于旋转形态至今尚不直接的审核证据。

最近，实黑由来自全天下45个钻研机构的地舆动证洞存科研职员组成的国内科研团队经由火析多个甚长基线干预料量（Very Long Baseline Interferometry  ，VLBI）网在2000年至2022年的审核数据 ，发现M87星系中间黑洞喷流泛起周期性摆动 ，摆动周期约为11年
，振幅约为10度 。这一天气适宜爱因斯坦的狭义相对于论对于“假如黑洞处于旋转形态，会导致参考系拖曳效应”的预料。

这项钻研下场乐成将M87星系中间黑洞喷流的能源学与该星系中间超大品质黑洞的形态分割起来  ，为M87黑洞自旋的存在提供了审核证据  。相关钻研于北京光阴9月27日宣告在《做作》杂志上。

M87星系中黑洞喷流周期性进动

沉闷星系中间的超大品质黑洞，是宇宙中最具破损性且最怪异的天体之一。它们引力重大，经由吸积盘“吃进”大批物资，同时也将物资以挨近光速的高速“吐出”到数千光年之外 。

可是超大品质黑洞、吸积盘以及喷流之间的能量传输机制事实是奈何样的，这个难题干扰了物理学家以及地舆学家一个多世纪。当初迷信家们普遍接受的实际以为，黑洞的角动量是能量源头，一种可能是假如黑洞临近存在磁场且黑洞处于旋转形态，会像导体切割磁力线艰深发生电场，从而减速黑洞周围的电离体
 ，最终部份物资会照料重大的能量被喷射进来
 。其中，超大品质黑洞的自旋是这一实际的关键因素。但黑洞自旋参数极难丈量，致使黑洞是否处于旋转形态至今尚不直接的审核证据。

为了钻研这个具备挑战性的下场，科研职员针对于M87星系中间超大品质黑洞及其喷流妨碍了钻研
。M87星系是一个距离地球5500万光年的隔壁星系，其中间有一个品质比太阳大65亿倍的黑洞，地舆学家在1918年初次在光学波段审核到M87中的喷流，这也是人类审核到的第一个宇宙喷流 。

歪斜吸积盘模子的展现图。假如黑洞的自旋轴竖直向上，喷流的倾向简直垂直于吸积盘的盘面，黑洞自旋轴以及吸积回旋转轴之间的存在确定夹角，即为歪斜的吸积盘模子 。黑洞以及吸积盘的角动量倾向存在的夹角会触发吸积盘以及喷流的进动 。

这些特色让M87星系成为了地舆学家钻研黑洞与喷流之间关连的最佳目的源，地舆学家可能利用具备超高角分说率的VLBI技术剖析出颇为挨近黑洞的喷流妄想。科研职员经由火析最近23年来的VLBI审核数据，乐成捉拿到M87中喷流的周期性进动。

钻研团队基于审核服从妨碍了大批实际调研以及合成，并运用超级合计机妨碍散漫了M87性子的最新数值模拟。数值模拟服从证明了当吸积盘的旋转轴与黑洞的自旋轴存在夹角时 ，会因参考系拖曳效应导致全部吸积盘的进动，而喷流受吸积盘的影响也发生进动。探测到喷流的进动可为M87中间黑洞的自旋提供有力的审核证据，带来对于超大品质黑洞性子的新认知 。

日外国即将舆台的Kazuhiro Hada博士说，“继运用使命视界望远镜拍摄到M87星系中的黑洞照片后 ，这个黑洞是否在自旋就不断是迷信家们关注的最中间下场 。如今，咱们的下场从审核长进一步确定了以往的预期，这个饕餮般的黑洞确着实自旋
。”

超20个射电望远镜捉拿宇宙信号

论文第一作者兼通讯作者、之江试验室博士后崔玉竹展现
，“由于黑洞自旋轴与吸积盘角动量之间的夹角较小 、进动周期又逾越十年，积攒超两个周期的高分说率数据 ，并对于M87妄想的子细合成，都是取患上这一下场的需要条件。”

2013年至2018年时期每一两年并吞后的M87喷流妄想（审核频段为43GHz）。对于应的年份表当初左上角 。红色箭头调拨了每一个子图中的喷流位置角度
。

基于2000年至2022年以一年为单元并吞的图像患上出的最佳拟合下场。绿色点以及蓝色点分说来自22GHz以及43GHz的审核频段的数据。红线展现凭证进动模子的最佳拟合下场。

这项钻研使命运用了搜罗东亚VLBI网（EAVN） 、美国的甚长基线阵列（VLBA） 、韩国KVN以及日本VERA散漫阵列（KaVA）以及东亚到意大利/俄罗斯散漫的EATING审核网在内的多个国内审核收集的170个审核数据，全天下逾越20个射电望远镜为这项钻研做出了贡献 。在名目妨碍历程中，国内多家单元深度相助，中国迷信院上海地舆台65米天马望远镜以及新疆地舆台南山26米射电望远镜自2017年起不断退出EAVN审核，分说在后退审核锐敏度以及角分说率上发挥了紧张熏染。

“基于这项使命，该钻研团队预料尚有更多的星系中间黑洞具备相似的歪斜的吸积盘妄想 ，但若何探测到更多具备歪斜盘的源也面临更大的挑战。尚有良多谜团需要更多的临时审核以及愈加详细的合成 。”中国迷信院上海地舆台钻研员沈志强展现 ，最近这些年来的迷信发现已经短缺揭示了毫米波VLBI技术在钻研超大品质黑洞以及探究宇宙怪异中的配合优势。近期开工建树的上海地舆台日喀则40米射电望远镜在建成后也将进一步提升EAVN的高分说率毫米波成像审核能耐。“特意地 ，其地址的青藏高原是全天下规模内最适宜睁开（亚）毫米波审核的优异站址地域之一，咱们愿望藉此增长睁开中国亚毫米波地舆审核。”

宇宙始终不是清静无声的，随着今世地舆学，特意是射电地舆的睁开 ，人类经由射电望远镜捉拿到了巨量且丰硕的宇宙信号。“射电望远镜以及手机接管信号的基源头根基理不同 ，都需要在时域高速采样
，从而发生海量数据。进一步深度融会高速睁开的合计迷信前沿以及射电地舆探究将能揭示搜罗黑洞在内的宇宙怪异天气的本性。”之江试验室合计地舆首席专家、中国迷信院国家地舆台钻研员、“中国天眼”FAST首席迷信家李菂点评说。随着数据不断积攒，之江试验室正在将家养智能、云合计等技术引入到地舆钻研，后退数据处置功能、扩展探究物理参数的空间
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