新发现 双星系统中黑洞的旋转轴相对于恒星轨道的轴倾斜超过40度

　　芬兰图尔库大学的研究人员发现，双星系统中黑洞的旋转轴相对于恒星轨道的轴倾斜超过 40 度。这一发现挑战了当前的黑洞形成理论模型。

　　芬兰 Tuorla 天文台研究人员的观测结果是第一个可靠的测量结果，表明黑洞的旋转轴与双星系统轨道的轴之间存在很大差异。研究人员在名为 MAXI J1820+070 的双星系统中测量的轴之间的差异超过 40 度。

　　通常对于具有围绕中央大质量天体运行的较小物体的空间系统，该天体自身的旋转轴与其卫星的旋转轴高度对齐。我们的太阳系也是如此：行星围绕太阳运行的平面与太阳的赤道平面大致重合。太阳自转轴相对于地球轨道轴的倾角只有7度。

　　“在很大程度上，对齐的期望不适用于黑洞 X 射线双星等奇异物体。这些系统中的黑洞是由于宇宙大灾难——一颗大质量恒星的坍缩而形成的。现在我们看到黑洞从附近环绕它运行的较轻的伴星拖曳物质。我们将明亮的光学和 X 射线辐射视为下落物质的最后一声叹息，以及从系统中排出的相对论射流的无线电发射。”图尔库大学的天文学教授、该出版物的第一作者朱里·普塔宁说。

　　通过跟踪这些喷流，研究人员能够非常准确地确定黑洞旋转轴的方向。随着后来从伴星落入黑洞的气体量开始减少，系统变暗，系统中的大部分光线都来自伴星。通过这种方式，研究人员能够使用光谱技术测量轨道倾角，并且它恰好与喷射的倾角几乎一致。

　　“要确定轨道的 3D 方向，还需要知道系统在天空中的位置角，这意味着系统相对于天空中的北方方向是如何转动的。这是使用偏振技术测量的。”Juri Poutanen 说。

　　发表在《科学》杂志上的结果为研究黑洞形成和此类系统的演化开辟了有趣的前景，因为在许多黑洞形成和二元演化场景中很难得到这种极端的错位。

　　“轨道轴与黑洞自旋之间超过 40 度的差异完全出乎意料。科学家们在模拟黑洞周围弯曲时间空间中的物质行为时，通常认为这种差异非常小。目前的模型已经非常复杂，现在新的发现迫使我们为它们增加一个新的维度。”Poutanen 说。