愛因斯坦預測靈驗?天文學家首次發現黑洞背後之光

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【新唐人北京時間2021年07月30日訊】科學家有史以來第一次探測到了來自黑洞背後的光。最近,天文學家在窺視大約8億光年外的一個黑洞時,看到了他們從未見過的東西:從黑洞後面反射出來的X射線,或者叫「回波」(echo),這又一次證實了愛因斯坦的預測。

根據週三(28日)發表在英國《自然》(Nature)雜誌上的研究報告,由加州斯坦福大學(Stanford University)的天體物理學家威爾金斯(Dan Wilkins)領導的研究團隊,通過歐洲航天局(ESA)的XMM-牛頓衛星和美國國家航空航天局(NASA)的NuSTAR太空望遠鏡,觀察到了來自黑洞背後的光線。

根據ESA的一份聲明,這個黑洞的質量是太陽的1000萬倍,位於8億光年外的「I Zwicky 1」星系的中心。

威爾金斯在一份聲明中說:「任何進入該黑洞的光都不會出來,所以我們應該不會看到黑洞後面的任何東西,我們之所以能看到,是因為那個黑洞正在扭曲空間,彎曲光線,並使自己周圍的磁場扭曲。」

一個多世紀以前,著名的科學家愛因斯坦(Albert Einstein)曾預測,黑洞的引力是如此之強,以至於會使光線在它們周圍彎曲。這一發現證實愛因斯坦的理論是正確的。

黑洞憑藉其巨大的引力,任何過於接近它的東西都被吸進去,甚至連光都無法逃脫其魔掌。圍繞著這些宇宙巨獸的是吸積盤(accretion disk),盤內的摩擦力使氣體逐漸螺旋下落,被吸積到黑洞或星體。而引力場使得物質被壓縮,同時激發出電磁輻射。

當物質被吸進黑洞時,它釋放出一束被稱為日冕的超熱粒子,它會發出X射線耀斑。X射線耀斑在黑洞的熱吸積盤背面反彈,產生被稱為「回波」的反射。

研究小組檢測到微弱的X射線爆發,其波長與較大的X射線不同,這暗示它們是從黑洞後面的吸積盤上反彈過來的。當一些X射線設法躲過黑洞的巨大引力時,就會發生這種情況,但只是被吸了回去。其中一些逃逸的X射線從吸積盤的背面反射出來,並在黑洞強大的引力下變彎曲。正是這種現象使威爾金斯博士和他的團隊能夠探測到這些來自另一側的X射線「回波」。

威爾金斯博士說:「幾年來,我一直在建立這些回波如何出現在我們面前的理論預測,我在理論上已經預測了它們,所以一旦我在望遠鏡觀測中看到,我就能弄清楚其中的聯繫。」

昆士蘭科技大學(Queensland University of Technology)的天體物理學家考利(Michael Cowley)沒有參與這項研究,他表示,這一發現不僅為愛因斯坦的廣義相對論提供了進一步的支持,還可以幫助天文學家更好地了解超大質量黑洞。

根據該團隊的聲明,在這項突破性的研究之後,該團隊的目標是創建一個黑洞周圍環境的三維地圖。他們希望更好地了解黑洞日冕,並探索黑洞日冕如何產生這些明亮的X射線耀斑

(記者李昭希綜合報導/責任編輯:張潔)

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