本报讯 “卡特里娜”飓风在这个名为“GRS1915”的黑洞面前可谓“一无是处”。这个黑洞很可能在以至少每秒950次的速率旋转，比“卡特里娜”快了何止几十万倍。而这一数据的测定标志着天文学家第一次可以如此直接地量化黑洞的旋转，同时，相关发现也能够使物理学家更进一步地检验伽马射线暴这一难以捉摸的宇宙现象的起源。
    
    如同飓风一样，黑洞创造了巨大的涡流云团，并以人们熟知的一个叫做“视界”的清晰区域为中心。然而，与飓风的“眼壁”不同的是，被拉入“视界”的东西没有能够逃脱的，甚至包括光线。黑洞巨大的引力足以将相当于数百万恒星的物质坍塌到一个单电子大小。此外，黑洞旋转产生的大量重力能量能够使巨大的热气流以几近光速从云团中喷射而出，同时，放射出十分强烈的X射线“烧焦”附近区域。迄今为止，科学家们只能依赖于理论和间接测量来确定黑洞能够旋转多快和能产生多少相应的能量。
    
    现在，美国哈佛—史密森天文物理中心的一个研究小组通过利用美国宇航局（NASA）的罗西X射线时变探测器卫星，测量出了GRS1915黑洞发出的气体喷射的X射线光谱。研究人员着重对类似台风“眼壁”的黑洞最深处稳定的圆形区域——“吸积盘”的中心部分进行了研究，他们发现，冒险靠近视界的气体几乎立刻就会被“捕获”并且消失。结合罗西X射线时变探测器测量的数据和现有的关于黑洞质量的信息，研究人员得以计算出“吸积盘”区域的半径——大约33千米，由此确定视界的大小交错不超过50千米。该小组在11月20日的《天文物理期刊》上发表了由这两个数据计算得出的黑洞旋转速率。“这个公式相对简单”，领导该小组的Jeffrey McClintock说。他表示，计算显示，高速旋转的黑洞能够拉动吸附物质进入一个紧密得多的圆形区域，而不是将它吸入湮灭。
    
    按照黑洞的规格来说，GRS1915是很普通的一个，比有些黑洞大，但远小于潜藏在银河中心的“庞然大物”。该小组成员、理论天体物理学家Ramesh Narayan表示，这意味着“高速旋转的黑洞或许很普遍”，不过，他补充说，这一结论仅仅基于少量的观测，因此，该小组还需要收集更多的黑洞旋转速率来进行确定。
    
    马里兰大学的天文物理学家Chris Reynolds对此表示认同。他说，新测量出的尺度是很重要的，不过，他谨慎表示解释数据的不确定性仍然存在。此外，加州大学圣克鲁斯分校的理论天体物理学家Stan Woosley表示，精确测量黑洞的旋转速率将可能有助于探寻难以捉摸的宇宙现象——伽马射线暴。Woosley已经对伽马射线暴进行了电脑建模，他认为，射线暴可能是由高速旋转的黑洞引起的，但是，迄今为止，这些黑洞的旋转速率还没有被确定过。
    
    名词解释
    
    视界
    
    没有任何信号传出的范围界限被称作视界，它分隔了黑洞的内部和外部表面，但并非一个物质的界限。以台风为例，成熟的风暴级以上的热带气旋，在深厚云区的中间，往往存在一个直径为几十公里、近似圆形的晴空少云区——眼区。眼区外围环状的宽几千米、高十几千米的云墙区也称为台风“眼壁”，是台风中天气最恶劣的地区。黑洞的“视界”与台风的“眼壁”相类似。
    
    黑洞吸积盘
    
    吸积是大质量天体通过其引力场从周围获取物质的过程。拥有强引力场的天体，如中子星和黑洞，其吸积要比太阳强烈得多。黑洞周围面积很大的“吸积盘”可谓黑洞不断从外界吞噬物质的“捕食”器官。组成“吸积盘”的气体物质往往是正在被吞噬的物质，它们一旦离黑洞中心较近，就会被黑洞的漩涡“绑架”，塌缩成一个绕黑洞旋转的气体盘，逐渐损失能量并伴随X射线的放出。
    
    (任霄鹏 2006-11-30)