由來自全球 45 個研究機構的科研人員組成的國際科研團隊通過分析多個甚長基線幹涉測量(VLBI)網在 2000 年至 2022 年的觀測數據,發現 M87 星系中心黑洞噴流呈現周期性擺動,擺動周期約爲 11 年,振幅約爲 10 度。這一現象符合愛因斯坦的廣義相對論關于 " 如果黑洞處于旋轉狀态,會存在拖曳效應 " 的預測。
這項研究成果成功地将 M87 星系中心黑洞噴流的動力學與該星系中心超大質量黑洞的狀态聯系起來,爲 M87 黑洞自旋的存在提供了有力的觀測證據。相關研究成果于北京時間 9 月 27 日在《自然》雜志上發表。
本項研究成果的傾斜吸積盤模型的示意圖。之江實驗室博士後崔玉竹等供圖
研究團隊基于觀測結果進行了大量細緻的理論調研和分析,并使用超級計算機進行了最新的結合 M87 性質的數值模拟。其結果證實了當吸積盤的旋轉軸與黑洞的自旋軸存在夾角時,會因參考系拖曳效應導緻整個吸積盤的進動,而噴流受吸積盤的影響也産生進動。探測到噴流的進動可爲 M87 中心黑洞的自旋提供有力的觀測證據,帶來對超大質量黑洞性質的新認知。