黑洞转得有多快？一个好消息，一个坏消息

/ 黑洞转得有多快？

尽管黑洞常被描绘成会吞噬一切（包括光）的庞然巨物，但天文学家们知道，黑洞实际上是在旋转的，而且它们旋转得非常、非常快。确定其旋转速度究竟有多快，是理解黑洞如何影响其周边区域以及周围星系的关键。最近一篇新论文同时带来了好消息和坏消息：坏消息是，我们目前无法确定黑洞实际的自转速度；好消息是，在未来几年内，我们有望拥有一种新工具，能够实现这一目标。

关于黑洞最大自转速度，主要有两种理论。第一种由基普·索恩（Kip Thorne）于20世纪70年代提出，该理论认为黑洞的最大自转速度可达光速的99.8%——唯一的限制因素是吸积盘发出的光子对黑洞自转产生的反作用力。

另一种观点由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的查尔斯·加米及其合作者于2004年提出，该理论认为黑洞自转的最大速度为光速的93.75%，而高度磁化的喷流会使得黑洞的旋转减速。

银河系中心的Sgr A*黑洞。https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2026/to-measure-a-black-hol.jpg

几十年来，人们一直在争论这两种理论哪一种才是正确的。那么，现在有结果了吗？没有，因为我们目前的望远镜水平远远不够。如今世界上最好的设备是事件视界望远镜（EHT），大约十年前它首次直接拍摄到了黑洞的图像。但即便在最佳状态下，它的分辨率也不足以使科学家们区分两种理论模型下黑洞的自转速率。

如果连EHT都束手无策，还有什么方法能解决问题呢？答案可能在于黑洞的光子环。它由被黑洞引力捕获的光线组成——这些光线至少绕黑洞旋转了一圈，随后逃逸向地球，并被地球上的传感器捕获（前提是这些传感器的灵敏度足够高）。

虽然目前地球上还没有任何传感器能真正达到这种灵敏度，但计划未来十年内部署的“黑洞探测器”（BHEX），或许可以引导我们找到问题的答案。相关研究已发表在arXiv预印本平台上。

来源 / https://phys.org/news/2026-07-black-hole-ultimate-space.html

/ 巴纳德星系图景

最近，科学家们绘制出了迄今为止最详细的巴纳德星系的行星系统图景——巴纳德星是继半人马座α星之后距离太阳最近的恒星，距离地球不到6光年。

2025年，研究人员发现了围绕巴纳德星运行的四颗行星，它们比地球和金星小，但比火星大——这是一种在我们太阳系中从未发现过的行星类型。

图为行星围绕巴纳德星运行的艺术想象图。https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2026/ astronomers-find-nearb-1.jpg

通过分析这颗恒星的化学成分，科学家们发现其行星中富含一种名为“方镁石”的稀有矿物，这种矿物在地球上仅存在于地表以下数百公里处。在地球上，这种镁会形成一种名为橄榄石的矿物，而橄榄石对于行星内部储水至关重要。

不过，在巴纳德星的行星上，丰富的镁元素会形成大量方镁石，而这种矿物并不具备良好的储水能力。更糟糕的是，巴纳德星的行星很可能没有大气层。

这些行星距离宿主星非常近——即使是最外侧的行星，其轨道距离也比水星到太阳的轨道距离近10倍。当距离如此之近，且重力又不够强时，大气层就会被吹散。研究人员指出，这些行星最多只能保留大气层20亿年，远短于该星系100亿年的年龄。此外，过近的距离还给行星带来了另一个后果：它们均处于潮汐锁定状态。就像月球只向地球展示一面一样，巴纳德星的行星也各自只向其恒星展示一面。因此，每颗行星都有一半始终处于永恒的白昼之中，另一半则永远沉浸在黑暗之中。

尽管巴纳德星系的行星非常不适合居住，但通过分析恒星与行星成分之间的关系，它们依然可能为我们判断其他行星是否具备生命支持条件提供重要参考。相关研究已发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上。

来源 / https://phys.org/news/2026-07-astronomers-nearby-planets-small-strange.html

/ “超级木星”NGTS-38 b

最近科学家们发现了一颗罕见的系外新行星。它被命名为NGTS-38 b，每180天绕一颗遥远的恒星运行一圈。它是一颗行星，即围绕太阳系以外恒星运行的行星。它的体积约比木星大8%，质量则几乎是木星的五倍。这种大小和质量的行星通常被称为“超级木星”。

太阳系中的大多数行星轨道近乎圆形，但这颗新发现的行星轨道则略显特殊，呈现出椭圆形。在近日点时，它与宿主星的距离仅比水星与太阳的距离稍远一些；而在远日点时，其距离几乎与地球到太阳的距离相当。不过，由于其宿主星比太阳更大、更热，因此这颗行星的温度也比地球更高。

图为NGTS-38 b的艺术想象图。https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2026/scientists-discover-ra.jpg

由于这颗行星质量巨大，引力非常强，且距离其宿主星足够远，因此或许它能够维持卫星或环的运行。这一点令人十分兴奋，因为我们从未在太阳系以外的任何行星周围发现过卫星或环。

目前，这颗行星的温度比我们能够详细研究的大多数其他行星都要低得多，因此新发现提供了一个绝佳的机会，让科学家们得以研究行星在这些较低温度下会发生什么。相关研究已发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上。

来源 / https://phys.org/news/2026-07-scientists-rare-super-jupiter-planet.html

/ 超级防护永磁体：有总比没有强

保护航天员免受致命辐射的侵害，是任何深空载人任务设计者面临的核心挑战。即使是相对较低的辐射剂量，若长期暴露，也可能导致从中枢神经系统损伤到癌症等各种健康问题。但目前的解决方案都存在各自的局限性。为克服这些局限，最近一项新研究探讨了利用永磁体（及其相应的永磁场）来屏蔽部分辐射的可行性。

首先，让我们来看看究竟是哪些具体的辐射类型如此危险。一种是银河系宇宙线（GCR），它持续不断、穿透力极强，且似乎来自四面八方。另一种是名为太阳粒子事件（SPE）的质子爆发——它本质上就是一场针对航天器的太阳风暴。这两种辐射都有可能摧毁任何深空飞船上的生物载荷——包括人类。

图片来自NASA。https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2026/could-permanent-magnet.jpg

抵御这些辐射源最常见的方法，就是在辐射源与脆弱的生物系统之间放置大量物质。这种技术依赖于原子序数较低的材料，例如铝、聚乙烯，在大多情况下使用水。这种方法的问题在于重量。根据测算，要使航天员免受辐射的伤害，所需材料可能高达数十吨，成本极其高昂。

还有一种方法是使用超导磁体，但它们需要持续的低温冷却，并且冷却系统和磁体本身都需要稳定的电源供应。如果其中任何一个组件的电源中断（例如，当宇宙射线中的带电粒子击中了晶体管），屏蔽装置将完全失效，航天员会赤裸裸暴露在辐射之下。

为解决这些问题，研究者转而采用了一种折中方案——永磁体。这种技术原理已十分成熟，且无需任何电源即可运行。它们的重量也远低于其他方案。为了验证这一构想，研究人员制造了一组共1482块、每块尺寸为3×3×3厘米的永磁铁，并将它们全部装进一个1平方米的空间内。这个装置最终成功偏转了约20%的、能量范围在0.1至10 MeV之间的入射太阳粒子。

从功能上看，这一数据反映了永磁体真正起作用的地方——偏转低能粒子。它们就像一个“高通”滤波器，让高能质子直接穿过，同时将低能粒子挡在一边。

这一方案的最大问题在于，它根本无法阻挡银河系宇宙线。毕竟，后者杂乱无章且来自四面八方，因此防护作用非常有限。此外，质子撞击磁体本身也有可能产生“次级”辐射，例如：中子或伽马射线。

尽管存在诸多缺点，但哪怕只有一点屏蔽效果也比完全没有好，而且在结合了这三种辐射防护技术的混合系统中，永磁体很可能会有广泛的应用空间。相关研究已发表在arXiv预印本平台上。

来源 / https://phys.org/news/2026-07-permanent-magnets-astronauts-solar-storms.html

/ 大质量恒星的“保温饭盒”

中国科学院新疆天文台博士研究生孟德朝在中国科学院新疆天文台加尔肯·叶生别克研究员和合作导师中国科学院上海天文台刘铁研究员指导下，与国内外合作者利用ALMA-QUARKS巡天数据，研究了大质量原恒星对周围物质的加热作用。研究发现，原恒星释放的强烈辐射能够抑制周围热分子核继续碎裂，为大质量恒星持续吸积和成长创造有利条件。相关成果已发表在《天体物理学报增刊》上。

大质量恒星诞生在寒冷而致密的分子云中。气体在引力作用下不断收缩，却也很容易分裂成许多较小的核。因此，一个长期困扰天文学家的问题是：大质量恒星如何避免周围物质过度碎裂，并获得足够多的“食物”继续长大？

图为原恒星光度、热Jeans质量和包层质量之间的关系。http://www.xao.ac.cn/xwdt/kydt/202607/W020260730716320103138_ORIGIN.png

研究团队从58个大质量恒星形成区中识别出83个热分子核，并利用乙腈分子充当“温度计”，绘制热核内部的温度和密度分布，并通过辐射转移模拟估算中心原恒星的光度。结果显示，这些热核普遍呈现由内向外逐渐降温的结构，说明中心原恒星正在持续加热周围包层。

进一步分析发现，原恒星越明亮，周围气体越不容易碎裂。研究人员用热Jeans质量描述气体发生碎裂所需达到的临界质量。样本的热Jeans质量平均约为热核包层质量的两倍。这意味着原恒星仿佛在周围建立了一道“热屏障”，提高了气体碎裂的门槛，使物质更容易集中到少数大质量核中，而不是分散形成大量小质量天体。

研究还发现，质量更大的分子云团通常孕育着更明亮的原恒星，并产生更强的热反馈。这一结果为理解大质量原恒星、热分子核及其母云团如何共同演化提供了新的观测依据。

来源 /

http://www.xao.ac.cn/xwdt/kydt/202607/t20260730_8257518.html

来源：中国国家天文

原标题：星闻 | 黑洞转得有多快？一个好消息，一个坏消息

编辑：丁香叶子

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号