黑洞周围的物质在引力的作用下“震荡”

科技日报北京7月14日电 （记者刘霞）据美国国家航空航天局（NASA）官网消息，一个国际科研团队近日借助欧洲空间局的多镜片X射线观测卫星（XMM—牛顿）和NASA的核光谱望远镜阵列（NuSTAR），首次在黑洞周围观察到了兰斯—蒂林（Lense-Thirring effect）效应。研究不仅让一个困扰天文学家们30年之久的谜团真相大白，更能在新环境下进一步验证广义相对论。

虽然这一理论被大多数人认可，真正完全理解它的人不超过10个。

物体落入黑洞一刻，其温度会不断升高，可能高达数百万度，此时会发出X射线。上世纪80年代，天文学家们借用X射线望远镜发现，恒星质量黑洞发出的X射线不断闪烁，且遵照特定的模式。当闪烁开始时，变暗和重新变亮可能需要10秒，但随着时间的流逝，这一周期不断缩短，直到发生每秒10次的震荡，之后闪烁情况突然全部停止，这一现象被称为“准周期震荡（QPO）”。

因为该现象来自距离黑洞非常近的地方，所以引发了包括荷兰阿姆斯特丹大学的亚当·英格拉姆等人的。英格拉姆自2009年开始研究QPO。在上世纪90年代，天文学家们提出了一种怀疑：QPO与广义相对论预测的兰斯—蒂林效应有关，但一直未获得证实。

NASA于2004发射的引力探测B卫星，对兰斯—蒂林效应进行了精确验证和测量。科学家们认为，在引力场更强大的黑洞周围，这一效应可能更加显著。在研究中，英格拉姆和来自英国剑桥大学、南安普顿大学、日本东京大学的同事，对黑洞周围吸积盘内的物体进行了研究，他们借助XMM—牛顿对QPO观察了26万秒，用NuSTAR对QPO观察了7万秒。结果证实QPO是由黑洞周围的兰斯—蒂林效应引起。

这是科学家们首次在强引力波场内测量到这一引力漩涡效应，未来或许也能借助这一方法，对广义相对论进行测验，如果发现与其相背离的现象，那可能预示着存在一个更深层的引力理论。