銀河系中超質量黑洞的旋轉

一旦形成了黑洞，其強烈的引力場就會產生一個表面，甚至光線也無法散發出該表面，并且對外界而言它看起來是黑色的。過去復雜的物質和能量混合的所有細節都丟失了，它變得如此簡單，可以僅用三個參數來完全描述：質量，自旋和電荷。天文學家可以通過觀察物質在其引力場的影響下在其附近(包括其他黑洞)如何運動來以相對簡單的方式測量黑洞的質量。

當正負電荷的數量均衡時，黑洞的電荷被認為是微不足道的。黑洞的旋轉很難確定。通常，它們是通過解釋黑洞周圍吸積盤熱內邊緣的X射線發射來確定的。自旋由零到一之間的數字量化，并且已經測量到黑洞自旋，結果范圍從十分之幾到接近一。

銀河系在其中心射手座A *上擁有一個超大質量黑洞(SMBH)，大約有400萬個太陽質量。距離我們約有2.7萬光年，這是離我們最近的物體，即使它不像其他超大規模銀河核那么活躍或發光，它的相對接近度也為天文學家提供了獨特的機會探究在巨大黑洞“邊緣”附近發生的情況。銀河中心SMBH被群星包圍以及團塊微弱的發光物質。近年來，天文學家通過測量和建模這些團塊圍繞SMBH的運動，已經能夠將廣義相對論的測試推向新的極限。但是，黑洞的自旋尚未以任何一致的方式確定，但其值將有助于約束可能的射流活動模型。

CfA天文學家Giacomo Fragione和Avi Loeb意識到空間分布一組星團物體中的一部分，即所謂的S星，可以用來探測自旋。目前，大約有四十顆已知的S恒星在9.9年的時間內繞SMBH旋轉，最近的分析認為，它們共同位于兩個接近邊緣的盤中，每個盤中的恒星圍繞黑洞旋轉，但方向相反。指示。兩位天文學家意識到，這種不尋常的幾何形狀可以估計自旋。相對論的一種更奇怪和非直覺的預測是，空間不僅會因大質量物體的引力而扭曲，還會因身體的旋轉而扭曲(盡管程度較小)。這就是所謂的“畫框拖曳效應”，這是一種很小且難以測量的現象(但是已被證實)。兩位天文學家表明，對于SgrA *，拖曳幀將對這些磁盤中S星的軌道產生明顯影響。通過假設S星的軌道平面隨時間穩定，它們能夠證明SMBH在銀河系中的自旋必須小于0.1。