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。”