银河系中心超大质量黑洞的自旋致盘进动

Sgr A* 是银河系中心的一个致密射电源，被认为是 $2.6\times 10^6 M_\odot$ 超大质量黑洞的辐射表现。其光谱的至少一部分——特别是毫米/亚毫米波段的“隆起”——似乎产生于一个热的、磁化的开普勒流的内区 ($r< 10 r_S$)，该流的特征也与在该源毫米波段探测到的约 10% 的线偏振一致。(对于质量为 $M$ 的天体，其史瓦西半径 $r_S$ 为 $2GM/c^2\approx 7.7\times 10^{11}$ cm，约合 1/20 天文单位。) 最近在 Sgr A* 的射电变率中探测到 106 天的周期，为这一图景增添了显著的吸引力，因为这可能标志着由黑洞自旋 $a$ 引起的吸积盘进动。对于该质量的天体，其最内稳定轨道附近的动力学时标约为 20 分钟。因此，由于与 Sgr A* 周围吸积盘相关的物理条件意味着刚体旋转，如果圆形化流动被限制在约 $30 r_S$ 的区域内，则 106 天的进动周期可能表明黑洞自旋较小，此时 $a\approx (M/10) (r_o/30 r_S)^{5/2}$。更大结构的进动则需要更大的黑洞自旋。我们注意到，如果 Sgr A* 光谱的非热 ($\sim 1-20$ cm) 部分是由 Blandford-Znajek 过程提取的能量提供动力，那么较小的 $a/M$ 值 ($< 0.1$) 将受到青睐，因为观测到的光度将对应于外盘半径 $r_o\sim 30 r_S$。如此小的盘尺寸也由早期的流体动力学模拟所暗示，并且由 Sgr A* 的光谱和偏振特征所隐含。