耐人寻味:首次记录黑洞远端的光

黑洞是空间中的高密度物体,没有光可以从中逸出。 这意味着没有返回的区域,所以我们应该看不到黑洞后面的任何东西。

一项发现与这一信念相矛盾:第一次, 斯坦福大学 天体物理学家报告了从黑洞后面探测到的光。 听起来很惊人! 不是吗?

天体物理学家报告了有史以来第一次记录来自 800 亿光年外星系中心黑洞远端的 X 射线发射。 这一发现是对 爱因斯坦的广义相对论.

首先观察到一个有趣的模式:一系列明亮的 X 射线耀斑——令人兴奋但并非史无前例。 然后,望远镜观察到了意想不到的额外 X 射线闪光。 这些 X 射线发射比明亮的耀斑更小,颜色也不同。

爱因斯坦的广义相对论表明,这些发光的回声与从背后反射的 X 射线相一致。 黑洞. 但是,对黑洞的基本了解告诉我们,这是一个奇怪的光的来源。

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图片:欧空局

斯坦福大学天体物理学家丹·威尔金斯说, “我们能看到的原因是因为黑洞正在扭曲空间、弯曲光线和扭曲 自身周围的磁场设立的区域办事处外,我们在美国也开设了办事处,以便我们为当地客户提供更多的支持。“

该论文的合著者罗杰布兰福德说, “五十年前,当天体物理学家开始推测磁场在黑洞附近的表现时,他们不知道有一天我们可能拥有直接观察这一点的技术,并看到爱因斯坦的广义相对论在起作用。”

科学家们在收集有关某些黑洞的神秘特征(称为日冕)的更多知识时做出了这一发现。 假设有足够的 物质落入超大质量黑洞. 在这种情况下,该地区 在超亮的 X 射线中闪耀,宇宙中源源不断的光源,在黑洞周围形成一个日冕。

黑洞周围的日冕收集了超热气体粒子,这些粒子是当气体从圆盘落入黑洞时形成的。 滑入黑洞的气体粒子过热到数百万度。 在这样的温度下,电子与原子分离,产生磁化等离子体。

黑洞的旋转磁场弧围绕自身旋转太多,最终完全破裂。 这个磁场加热它周围的一切,并产生这些高能电子,然后继续产生 X 射线。

在调查耀斑的起源时,科学家们注意到了一系列较小的闪光。 这些闪光是相同的 X 射线耀斑,但从圆盘的背面反射——这是对黑洞远端的第一次瞥见。

毫无疑问,需要更多的研究来理解 黑洞日冕.

威尔金斯 说过“它的镜子比我们在 X 射线望远镜上拥有的要大得多,它将让我们在更短的观察时间内获得更高分辨率的外观。 因此,通过这些新的天文台,我们目前开始从数据中获得的图片将变得更加清晰。”

杂志参考:
  1. Wilkins, DR, Gallo, LC, Costantini, E. 等人。 超大质量黑洞背后的光弯曲和 X 射线回波。 自然 595, 657–660 (2021)。 DOI: 10.1038/s41586-021-03667-0

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