首张黑洞图像为引力磁单极子研究带来新发现

2022年01月20日 11:32 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

事件地平线望远镜(EHT)在捕捉到银河系M87中的超大质量黑洞的第一张图像时在科学界创造了历史。新研究对这个星系中心的巨大紧凑天体提出了其他解释,并质疑这是否可能包含引力磁单极。

EHT最近以前所未有的角度分辨率绘制了银河系M87的中央紧凑天体。尽管这一显著的突破被解释为基于M87包含一个旋转的或Kerr黑洞的理论。北京大学科维理天文与天体物理研究所(KIAA-PKU)的Chandrachur Chakraborty和Qingjuan Yu、中国国家天文台的Masoumeh Ghasemi-Nodehi和Youjun Lu在《EPJ C》上发表了这项新研究,其探讨了对该图像可能的替代解释。

Chakraborty指出:“EHT合作试图表明,观察到的图像总体上跟对Kerr黑洞阴影的预期一致。由于Kerr黑洞的替代方案还没有被排除,我们已经调查了EHT数据是否也跟M87中心天体的替代模型一致。”

Chakraborty继续说道,他和他的合著者有一个主要的目的,那就是显示引力磁单极子--或NUT参数--如何影响阴影的大小和形状以及在M87*是否可以排除它的存在。“为了证明这一点,我们使用了M87*的第一幅图像的观测参数值并发现非零的引力磁单极子仍跟目前的EHT观测结果相一致,”Chakraborty说道。

Chakraborty继续解释什么是引力磁单极子。“在自然界中,南北磁极总是相伴而行。将一块条形磁铁切成两半,只是产生了两块磁铁,每块磁铁仍有两个磁极,而不是在每一半上产生单独的南北磁极。然而它们的静电表亲,正电荷和负电荷却独立存在。”

该研究人员补充称,在理论物理学中,重力和电磁学具有类似的特征。“质量被认为是电荷的类似物。因此,我们把质量称为重力电荷,”Chakraborty说道,“下一个问题是,自然界中是否存在引力电荷或所谓的引力磁单极子?”

在论文中,作者提出M87*可能包含一个引力磁单极子,因此,可以被描述为一个更普遍的Kerr-Taub-NUT时空,Kerr时空是具有消失的引力磁单极子的Kerr-Taub-NUT时空的特例。

Chakraborty总结称:“从这个意义上来说,没有任何模型是不正确的,这基本上对M87中中央紧凑射电源的时空结构提出了强有力的约束。”另外,他还补充如何测试竞争理论。“从本质上讲,对阴影大小和不对称性的准确测量可以对Kerr参数和NUT参数进行强有力的约束,并打破Kerr和Kerr-Taub-NUT时空之间的退化,包括黑洞和裸奇点之间的退化。”

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