科学家证实有史以来第一个拍摄到的M87星系中心黑洞正在旋转

一个国际科学家小组分析了二十多年来由 20 多个望远镜收集的观测数据，发现附近 M87 星系中心的黑洞正在旋转。

日本国家天文台的 Kazuhiro Hada 博士表示：“利用事件视界望远镜 (EHT) 对这个星系的黑洞成像取得成功后，这个黑洞是否在旋转一直是科学家们关注的焦点。” “现在预期已经变成了确定。这个怪物黑洞确实在旋转。”

这项发表在本周《自然》杂志上的研究解释说，M87 中心的超大质量黑洞（称为 M87*）具有 11 年一周期的喷流底座运动周期，正如爱因斯坦广义相对论所预测的那样。“这项研究将喷流的动力学与中心超大质量黑洞联系起来，提供了 M87 黑洞旋转的证据，”一份新闻稿称。

该研究团队由杭州研究机构之江实验室博士后崔玉柱博士领导。“我们对这一重大发现感到非常兴奋，”玉柱说。“由于黑洞与盘面的错位相对较小，且进动周期约为11年，因此二十年来追踪M87结构的高分辨率数据的积累和彻底的分析对于获得这一成果至关重要。”

新闻稿解释说，像 M87* 这样的超大质量黑洞“由于非凡的引力和等离子体外流（称为喷流）的力量，可以吸积大量物质，其速度接近光速并延伸到数千光年之外。”

一个多世纪以来，人们对巨大的吸积盘和喷流的观测一直让物理学家感到困惑。长期以来，人们一直认为该机制可能依赖于旋转黑洞产生的能量。然而，黑洞的自旋可能是解释黑洞如何运作时最本质的特征，但以前从未被直接观察到。

最近，不同的科学家团队对M87 强大的喷流进行了前所未有的详细观察，如下所示。

“当落入的物质由于角动量而绕黑洞运行时，它们会形成一个盘状结构，然后逐渐向内螺旋，直到被命运地吸入黑洞。然而，如果黑洞正在旋转，它会对周围的时空产生重大影响，导致附近的物体沿着其旋转轴被拖动，这种现象被称为“参考系拖动”，这是爱因斯坦广义相对论所预测的， ”补充道。

这项开创性的新研究表明，M87* 吸积盘的旋转轴与黑洞的旋转轴并不对齐，从而导致了“进动喷流”。事实证明，检测进动有助于证明 M87* 正在旋转，从而显着增强人类对超大质量黑洞的理解。

该研究依赖于东亚VLBI网络、甚长基线阵列、KVN和VERA联合阵列以及东亚至意大利近全球网络的170多个时期的观测数据。超过20台望远镜参与了这项研究，其中包括中国的射电望远镜。

还有很多东西需要学习。虽然新研究显示了超大质量黑洞旋转的证据，但关于吸积盘结构和 M87* 自转速率的精确值仍然存在重大问题。正如新研究预测的那样，科学家发现并观察具有类似结构的其他黑洞也至关重要。

M87* 距离地球约 5500 万光年，一直是超大质量黑洞科学突破的主要参与者。2019年，它成为有史以来第一个被成像的超大质量黑洞。