天文学家测量遥远的黑洞旋转

在美国国家航空航天局的Chandra X射线观测台和哈勃太空望远镜的这种组合视图中可以看到遥远的Quasar的多个图像。（X射线：NASA / CXC / MICHIGAN / R.C.REIS等;光学的：NASA / STSCI）

使用Chandra和XMM-Newton的数据，天文学家直接测量了位于60亿光年的Quasar中的超级分类黑洞的旋转。

天文学家使用了NASA的Chandra X射线天文台和欧洲航天局（ESA的）XMM-Newton来展示了六亿千亿光年从地球上旋转的速度。这首先直接测量这种遥远的黑洞的旋转是理解黑洞随着时间的推移而生长的重要进步。

黑洞由两个简单的特性定义：质量和旋转。虽然天文学家长期以来一直能够非常有效地测量黑洞肿块，但确定它们的旋转已经更加困难。

在过去的十年中，天文学家设计了估计黑洞的旋转的方式，距离超过数十亿光年，这意味着我们在数十亿年前看到黑洞周围的地区。然而，确定这些远程黑洞的旋转涉及彼此依赖的几个步骤。

“我们希望能够削减中间人，以便说出宇宙中黑洞的旋转，”密歇根大学在安娜堡的鲁本斯雷斯说，他领导了一个描述了这个结果的论文周三在线发表在线自然。

黑洞由两个简单的特性定义：质量和旋转。NASA的Chandra X射线观测台和ESA的XMM-Newton的数据正在帮助解决旋转问题。通过幸运的对齐，来自四亿六亿光年（RX J1131-1231）的灯光最终已经给予了研究人员关于Quasar中央的超大黑洞的速度旋转的快速。这将有助于天文学家了解黑洞如何随着时间的推移而在宇宙中长大。（NASA / CXC / A.霍巴特）

Reis和他的同事确定了旋转的旋转黑洞，围绕着周围的气体，产生了一种称为RX J1131-1231（RX J1131的rx J1131的极性Quasar）。由于偶然对准，沿着视线沿着向量子的巨型椭圆星系的引力场的变形作为引力透镜，其引用透镜，其从四按比例放大光。首先由爱因斯坦预测的引力透镜，通过作为自然望远镜并从这些来源放大光线来提供难以研究遥远的屠条的最内部区域的机会。

“由于这种引力透镜，我们能够获得关于X射线谱的非常详细的信息 - 即在不同能量中看到的X射线的量 - 来自RX J1131，”密歇根州的联合作者Mark Reynold说。“这反过来允许我们获得非常准确的价值，以便黑洞旋转的速度。”

当围绕着黑洞的气体和灰尘的旋转的空气和灰尘时产生X射线产生千万度云或黑洞附近的电晕。来自该电晕的X射线反射了磁盘的内边缘。黑洞附近的强重力改变了反射的X射线光谱。频谱的变化越大，磁盘的内边缘越靠近黑洞。

“我们估计X射线来自磁盘中的一个地区，只有大约三倍的活动范围内的三倍，无法返回的缺点物质，”密歇根州少年Jon M. Marer说道纸。“黑洞必须非常迅速旋转，以允许磁盘在这种小半径处存活。”

例如，旋转黑洞拖动空间，并允许物质到更靠近黑洞的轨道，而不是对于非旋转黑洞。

通过测量遥远的黑洞的旋转研究人员发现关于这些物体随着时间的推移而生长的重要要求。如果黑洞主要来自星系之间的碰撞和兼并，它们应该在稳定的盘中累积材料，并且来自磁盘的新材料的稳定供应应导致快速旋转的黑洞。相比之下，如果黑洞通过许多小的吸收剧集生长，它们将从随机方向累积材料。就像一个快乐的圆形，这是向后和向前推动的，这会使黑洞旋转得更慢。

发现黑洞在RX J1131的速度下旋转的速度下降了这一黑洞，观察到60亿光年，对应于大爆炸后约77亿年的年龄，已通过合并而生长，而不是从不同方向拉动材料。

测量在大范围的宇宙时间内的黑洞旋转的能力应该可以直接研究黑洞是否以与其主机星系相同的速率。RX J1131-1231黑洞的旋转的测量是沿着该路径的主要步骤，并演示了一种用于组装具有电流X射线观测器的远距离叠加黑洞样品的技术。

在宣布这项工作之前，具有直接旋转估算的最远处的黑洞位于25亿和47亿光年。

NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

出版物：R. C. REIS等，“从Redshift Z = 0.658的镜头Quasar中的强大重力制度反射，”自然，2014年; DOI：10.1038 / Nature13031

图片：X射线：NASA / CXC / MICHIGAN / R.C.REIS等;光学的：NASA / STScI