黑洞是巨大的野兽，会摧毁任何胆敢越界的物体。我们对这些看不见的、可怕的物体知之甚少，但天文学家们发现了一种研究它们神秘行为的新方法。
通过观察被黑洞撕裂的恒星喷射出的 X 射线，一个研究团队能够计算出黑洞的旋转速度——测得其速度接近光速的 50%。这是天文学家首次利用绕黑洞每 131 秒运行一次的 X 射线来计算其惊人的速度。这项研究可能有助于将黑洞的年龄与其速度相关联，今天已发表在《科学》杂志上。
恒星碎裂
这项发现可以追溯到 2014 年 11 月，当时天文学家正在观测一个距离地球 3 亿光年的星系。他们看到星系中心的超大质量黑洞吸引并撕裂了一颗路过的恒星。这个被称为潮汐瓦解耀斑的事件产生了一股强大的 X 射线辐射，足以从地球上看到。由于黑洞本身不发出多少 X 射线，一个研究小组决定重点关注这一事件。
幸运的是，在发现耀斑后，各种空间望远镜开始测量黑洞的 X 射线辐射。在梳理了数据后，由 MIT 领导的团队注意到一个奇怪的趋势。他们发现，在黑洞的事件视界——也就是物质开始被吞噬的点——附近，每隔 131 秒就会出现一次 X 射线爆发。这些持续了 450 多天的周期性辐射，将黑洞的总 X 射线辐射量增加了 40%。
大胆的搭档
该团队认为，这些强大的辐射爆发实际上是由两颗恒星而不是一颗引起的。2014 年的最初发现仍然有效：一个黑洞吸引了一颗路过的恒星并将其撕碎。其中一些恒星碎片会发出大量的 X 射线辐射，被吸入黑洞。然而，其他的碎片则留在了最内层稳定圆形轨道（ISCO）——这是物体在不被黑洞吞噬的情况下能够绕黑洞运行的最接近的点。
在这个危险的近距离轨道上，还有另一颗恒星，被认为是微小而致密的白矮星。研究人员认为，这颗白矮星的引力吸引了明亮的恒星残骸，在其周围形成了一个 X 射线光环。每当这颗恒星绕黑洞运行一周（每 131 秒一次）时，就可以看到这些 X 射线。
他们结合了这颗恒星的轨道速度和黑洞的质量（据信比太阳大一百万倍），从而计算出黑洞的旋转速度。根据他们的计算，黑洞的旋转速度接近光速的一半。
“这并不算非常快——还有其他黑洞的自转速度估计接近光速的 99%，”MIT 的博士后研究员、该论文的首席作者 Dheeraj Pasham 在一份媒体发布中表示。“但这是我们第一次能够利用潮汐瓦解耀斑来限制超大质量黑洞的自转速度。”
这些事件只发出 X 射线的持续时间为几百年，因此目睹一次的几率极其罕见。即便如此，研究人员仍计划寻找更多年轻和年老黑洞周围的耀斑事件。通过比较不同年龄黑洞的自转速度，研究人员可以确定它们是否会随着时间推移变得更快、更强大。这些数据可以揭示它们神秘的演化过程，还能揭示它们如何吞噬星系的恒星。
