1. Övervaka Accretion Disks:
Svarta hål är ofta omgivna av ansamlingsskivor, ringar av gas och materia som virvlar runt dem. När det gäller ultrasnabbsnurrande svarta hål förväntas ackretionsskivorna uppvisa vissa egenskaper.
- Disktjocklek: Snabb rotation gör att accretionskivan blir geometriskt tunn. Denna tunnhet är ett tecken på hög spinhastighet.
- Diskens inre radie: Den inre kanten av accretionskivan, känd som den innersta stabila cirkulära omloppsbanan (ISCO), är mindre för snabbare snurrande svarta hål. Observationer som avslöjar en liten ISCO kan indikera en hög snurrhastighet.
2. Inspektera röntgenstrålning:
Röntgenstrålar emitteras från den heta gasen inuti accretionskivan. Egenskaperna för röntgenstrålning kan ge ledtrådar om det svarta hålets spinn:
- Spektralanalys: Spektralanalys av röntgenstrålningen kan avslöja specifika egenskaper, såsom det "relativistiska reflektionsspektrumet", som är förknippat med snabbt snurrande svarta hål.
- Ljuskurvor: Övervakning av röntgenljuskurvor, eller variationer i röntgenljusstyrka, kan hjälpa till att identifiera fall eller moduleringar som orsakas av det svarta hålets starka gravitation och snabba rotation.
3. Observera relativistiska jetstrålar:
Ultrasnabba svarta hål skickar ofta kraftfulla strålar av materia och energi längs sina rotationsaxlar. Dessa jetstrålar kallas relativistiska jetstrålar eftersom de rör sig nära ljusets hastighet. Att upptäcka och studera dessa strålar kan indikera en hög snurrhastighet.
4. Använd gravitationsvågsignaler:
Gravitationsvågastronomi ger ett annat sätt att identifiera snabbt snurrande svarta hål. Signalerna som detekteras av gravitationsvågsdetektorer som LIGO kan bära information om spinn av de sammanslagna svarta hålen.
- Vågformsanalys: Att analysera gravitationsvågsignalerna kan avslöja egenskaper som indikerar höga snurr, såsom precession och övertoner av högre ordning.
5. Studera Disk-Jet-anslutning:
Sambandet mellan ansamlingsskivan och relativistiska jetstrålar tros styras av det svarta hålets spinn. Genom att studera egenskaperna och dynamiken hos denna diskjet-förbindelse kan astronomer sluta sig till spinnhastigheten.
6. Flervågsobservationer:
Att kombinera observationer över olika våglängder, inklusive radio, optisk, infraröd och röntgen, kan ge en mer heltäckande bild av det svarta hålets omgivning och hjälpa till att bestämma dess snurrhastighet.
7. Avancerade beräkningsmodeller:
Teoretiska modeller och numeriska simuleringar av svarta håls ackretionsskivor och relativistiska jetstrålar kan hjälpa till att tolka observationer och ge insikter i spinnhastigheten.
Genom att använda dessa tekniker kan astronomer fördjupa sig i mysterierna med universums snabbast snurrande svarta hål och få en djupare förståelse för dessa gåtfulla kosmiska objekt och deras roll i att forma universum.
