爱因斯坦预测灵验?天文学家首次发现黑洞背后之光

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【新唐人北京时间2021年07月30日讯】科学家有史以来第一次探测到了来自黑洞背后的光。最近,天文学家在窥视大约8亿光年外的一个黑洞时,看到了他们从未见过的东西:从黑洞后面反射出来的X射线,或者叫“回波”(echo),这又一次证实了爱因斯坦的预测。

根据周三(28日)发表在英国《自然》(Nature)杂志上的研究报告,由加州斯坦福大学(Stanford University)的天体物理学家威尔金斯(Dan Wilkins)领导的研究团队,通过欧洲航天局(ESA)的XMM-牛顿卫星和美国国家航空航天局(NASA)的NuSTAR太空望远镜,观察到了来自黑洞背后的光线。

根据ESA的一份声明,这个黑洞的质量是太阳的1000万倍,位于8亿光年外的“I Zwicky 1”星系的中心。

威尔金斯在一份声明中说:“任何进入该黑洞的光都不会出来,所以我们应该不会看到黑洞后面的任何东西,我们之所以能看到,是因为那个黑洞正在扭曲空间,弯曲光线,并使自己周围的磁场扭曲。”

一个多世纪以前,著名的科学家爱因斯坦(Albert Einstein)曾预测,黑洞的引力是如此之强,以至于会使光线在它们周围弯曲。这一发现证实爱因斯坦的理论是正确的。

黑洞凭借其巨大的引力,任何过于接近它的东西都被吸进去,甚至连光都无法逃脱其魔掌。围绕着这些宇宙巨兽的是吸积盘(accretion disk),盘内的摩擦力使气体逐渐螺旋下落,被吸积到黑洞或星体。而引力场使得物质被压缩,同时激发出电磁辐射。

当物质被吸进黑洞时,它释放出一束被称为日冕的超热粒子,它会发出X射线耀斑。X射线耀斑在黑洞的热吸积盘背面反弹,产生被称为“回波”的反射。

研究小组检测到微弱的X射线爆发,其波长与较大的X射线不同,这暗示它们是从黑洞后面的吸积盘上反弹过来的。当一些X射线设法躲过黑洞的巨大引力时,就会发生这种情况,但只是被吸了回去。其中一些逃逸的X射线从吸积盘的背面反射出来,并在黑洞强大的引力下变弯曲。正是这种现象使威尔金斯博士和他的团队能够探测到这些来自另一侧的X射线“回波”。

威尔金斯博士说:“几年来,我一直在建立这些回波如何出现在我们面前的理论预测,我在理论上已经预测了它们,所以一旦我在望远镜观测中看到,我就能弄清楚其中的联系。”

昆士兰科技大学(Queensland University of Technology)的天体物理学家考利(Michael Cowley)没有参与这项研究,他表示,这一发现不仅为爱因斯坦的广义相对论提供了进一步的支持,还可以帮助天文学家更好地了解超大质量黑洞。

根据该团队的声明,在这项突破性的研究之后,该团队的目标是创建一个黑洞周围环境的三维地图。他们希望更好地了解黑洞日冕,并探索黑洞日冕如何产生这些明亮的X射线耀斑

(记者李昭希综合报导/责任编辑:张洁)

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